皮下种植黑色素瘤对小鼠血液中脂肪和氨基酸代谢的影响*

目的:探讨皮下种植黑色素瘤对小鼠血液中相关脂肪和氨基酸代谢的影响。方法:野生型小鼠皮下种植B16黑色素瘤细胞,两周后观察小鼠并取不同的组织称重,检测血液中甘油三酯、葡萄糖、脂肪酸、炎症因子的水平。利用质谱方法检测血液中氨基酸的水平。结果:野生型小鼠皮下肿瘤种植2周后体重没有明显变化,脾脏和肝脏的重量明显增加,皮下脂肪组织和腹腔脂肪组织的重量没有明显变化。血液中甘油三酯的水平明显增高,葡萄糖和甘油的水平明显下降。血液中炎症因子Interleukin 6(IL6)和Interferon gamma(IFNγ)的水平明显增加。血液的质谱结果显示有四种氨基酸的水平有明显变化,其中胱氨酸(Cystine)增加了约30倍,丝氨酸(Serine)、谷氨酰胺(Glutamine)和色氨酸(Tryptophan)分别有不同程度的降低。结论:皮下黑色素瘤显著影响小鼠机体营养状态和炎症,并特异性影响血液中氨基酸的代谢。     

Fsp27通过抑制HSL的脂滴定位调控脂肪水解

Fsp27是CIDE蛋白家族的一员,其特异性地在脂肪组织中表达并定位于脂滴表面,促进脂滴融合增大和脂肪积累.Fsp27敲除小鼠表现出胰岛素敏感性增强,有较高的能量消耗,并且可以抵抗高脂食物引起的肥胖,但Fsp27是否直接参与脂肪水解的调控过程并不清楚.本研究发现,在3T3-L1脂肪细胞中基因沉默Fsp27导致脂肪水解速率上升,并且这种上升是由激素敏感型脂肪酶(HSL)所介导.进一步在3T3-L1前脂肪细胞中过表达Fsp27以及HSL,对其定位的观察结果显示,Fsp27可以显著地抑制HSL在脂滴表面的定位.本研究表明,在脂肪组织中,Fsp27能够直接影响HSL在脂滴表面的定位,进而抑制脂肪水解速率,导致脂类积累.     

Cidea和Cidec促进肝脏中脂类的积累

目的:探讨Cidea和Cidec对肝脏中脂滴大小和脂类积累的影响。方法:首先,检测ob/ob肥胖小鼠的脂肪肝中Cidea和Cidec的表达情况。然后,采用腺病毒系统在野生型小鼠肝脏中过表达Cidea和Cidec,以及在ob/ob小鼠肝脏中基因沉默Cidea和Cidec,检测肝脏中脂滴大小和脂积累情况。结果:Cidea和Cidec在脂肪性肝脏中高表达。肝脏细胞中过表达Cidea和Cidec促进大脂滴的形成并能促进小鼠肝脏中的脂积累,且二者有协同作用。在脂肪肝中沉默Cidea和Cidec能缓解脂肪肝的程度,且脂合成基因的下调,线粒体活性增加。Cidea和Cidec的共沉默能进一步降低肝脏中的脂类积累。结论:Cidea和Cidec在促进肝脏的脂积累中起重要作用,并且二者有协同作用。     

RNF13通过IRE1/XBP-1 通路调控内质网应激介导的细胞凋亡

目的:在研究内质网应激介导的细胞凋亡过程中,我们发现Ring finger protein13(RNF13)具有促进细胞凋亡的功能。我们拟研究沉默RNF13后细胞对Tunicamycin等引起的细胞凋亡的影响,以及RNF13对活性形式的caspase3,XBP1(X-box binding protein 1)的剪切以及IRE1(Endoplasmic reticulum to nucleus signaling 1)磷酸化的影响以有助于了解RNF13促进细胞凋亡的信号通路的研究。方法:基因沉默RNF13,利用MTT方法研究RNF13沉默后对细胞增殖的影响,RNF13基因沉默后对XBP1剪切的影响,免疫印迹观察RNF13对IRE1磷酸化的影响。结果:RNF13基因沉默效率在80%以上。RNF13基因沉默后明显抑制细胞凋亡;敲低RNF13的细胞可抵抗衣霉素以及毒胡萝卜素的诱导的细胞凋亡。Caspase-3是细胞凋亡的关键蛋白。敲低RNF13后caspase-3的活性形式明显降低(降低70%,P0.001)。在加入衣霉素引起内质网应激的情况下,敲除RNF13的细胞XBP1的切割活性明显降低。敲除RNF13的细胞中IREl的磷酸化明显降低(降低90%,P0.001)。结论:RNF13通过IRE1-XBP1信号通路调节细胞凋亡。     

新型荧光探针mMaple3与mEos3.2应用于Fsp27介导脂滴融合的功能研究

目的:Fsp27已经被证明定位在脂滴上并且介导脂滴融合与增大。为研究Fsp27介导脂滴融合的动态分子机制,我们构建了Fsp27-mMaple3和Fsp27-mEos3.2两种新型荧光探针的融合蛋白并研究其对脂滴融合的功能影响,进而为研发Fsp27相关生理功能的光学显像技术奠定基础。方法:对照传统绿色荧光的融合蛋白Fsp27-EGFP,在共聚焦显微镜下观察Fsp27-mMaple3和Fsp27-mEos3.2两种新型融合蛋白的亚细胞定位和介导脂滴融合的功能,并利用荧光漂白恢复术(fluorescence recovery after photo-bleaching,FRAP)以判断脂滴与脂滴之间是否存在脂的交换。结果:表达Fsp27-mMaple3和Fsp27-mEos3.2两种新型融合蛋白的细胞中脂滴显著增大;同时,融合蛋白皆集中在脂滴与脂滴的接触位点上,且中性脂的交换实验显示脂滴与脂滴之间可以相互连通。结论:我们建构的两种新型荧光探针融合蛋白Fsp27-mMaple3和Fsp27-mEos3.2保持了Fsp27介导脂滴融合的功能,并为我们进一步研发新型的超分辨光学显像技术提供功能基础。     

冷刺激对小鼠脂肪组织褐色化和脂代谢的影响

目的:探讨4摄氏度冷刺激对小鼠脂肪组织褐色化的影响。方法:野生型小鼠在4摄氏度环境下饲养一周,称取小鼠重量并取不同的脂肪组织固定,进行HE染色;对血液中甘油三酯、脂肪酸的水平进行检测;检测不同脂肪组织中脂肪含量和相关蛋白的表达水平。结果:野生型小鼠在4℃环境下饲养一周后体重明显降低。血液中甘油三酯、脂肪酸和甘油的水平明显下降。皮下白色脂肪组织(subcutaneous white adipose tissue, SWAT),腹腔生殖腺旁白色脂肪(gonadal visceral white adipose tissue, GWAT)和褐色脂肪(brown adipose tissue, BAT)中的脂肪含量明显降低,其中SWAT和BAT中脂肪含量降低近50%。SWAT发生明显的褐色化现象,组织中出现含有多个脂滴的脂肪细胞,同时褐色化的标志蛋白UCP1(uncoupling protein 1)和Cidea明显增加。GWAT中脂滴仍呈现单室大脂滴,脂肪细胞变小,脂肪积累降低约14%,低于SWAT和BAT中的相应变化。BAT组织中脂滴明显变小,UCP1的表达明显增加。同时我们在三种脂肪组织中都观察到线粒体相关蛋白CPT1 (Carnitine palmitoyltransferase I)的明显增加。结论:冷刺激能明显改变小鼠的脂代谢状态,全身的脂肪积累明显降低。SWAT发生明显的褐色化现象,Cidea和UCP1的表达明显增加。SWAT, GWAT和BAT脂肪组织中有明显的线粒体活性的增加。     

高脂饮食中添加短链菊粉对小鼠肠道菌群的影响

目的:探究高脂饮食中添加短链菊粉对小鼠肠道菌群的影响。方法:选择8周龄雄性小鼠,5只喂食高脂饲料,5只喂食10%菊粉复合型高脂饲料,喂食8周后收集小鼠粪便,检测小鼠粪便中三种主要的短链脂肪酸。同时,提取小鼠粪便中的细菌基因组,对菌群基因组16S rRNA基因V4高变区进行测序,对数据进行PCoA分析、Alpha多样性分析、LEfSe分析和16S功能预测。结果:菊粉添加后,小鼠粪便中含有的细菌DNA量增多,短链脂肪酸增加。菊粉组和对照组PCoA图可以看到明显聚类。菊粉组物种多样性低于对照组。菊粉组小鼠粪便中S24_7菌科丰度上升;Lachnospiraceae(毛螺菌科),Ruminococcaceae(瘤胃菌科)和Deferribacteraceae(脱铁杆菌科)丰度下降。16S基因功能预测发现22个第二层级的KEGG通路发生变化。结论:高脂饮食情况下短链菊粉的添加会改变小鼠肠道菌群,继而影响肠道菌群的功能。