炎性反應與高脂飲食誘導的肥胖和胰島素抵抗關系的研究.pdf

1、高脂飲食是肥胖發(fā)生的重要危險因素，但是高脂飲食條件下，并不是所有的個體都發(fā)生肥胖，而一部分發(fā)生肥胖，而另外一部分表現(xiàn)出了肥胖抵抗，目前相關的機制還未完全闡明。最近研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食與下丘腦炎性反應密切相關。下丘腦炎性因子表達的增加可以導致胰島素和瘦素抵抗，從而引起機體的攝食紊亂和體重的增加。Toll 樣受體-4（Toll like receptor 4，TLR4）作為保守的模式識別受體，在機體的免疫調(diào)控中有著重要作用。腦室注入飽和脂肪酸

2、可以顯著增加下丘腦TLR4和相關炎性基因的表達，TLR4抗體干預可逆轉(zhuǎn)高脂飲食誘導的下丘腦炎性反應和胰島素抵抗并降低食物的攝入量。核因子-κB 作為TLR4的下游信號分子，在機體的炎性反應中起著關鍵的作用。最新研究發(fā)現(xiàn)NF-κB與下丘腦的胰島素和瘦素抵抗也密切相關。利用外源性載體激活下丘腦的NF-κB可以引起下丘腦的胰島素和瘦素敏感性降低，導致小鼠的攝食增加，而同樣的方法抑制下丘腦NF-κB的活性后可使肥胖小鼠的攝食量降低，體重減輕。以

3、上研究提示高脂飲食誘導的下丘腦炎性反應在機體的攝食紊亂和肥胖的發(fā)生中起著重要的作用。同樣高脂飲食條件下，肥胖抵抗大鼠是否可以通過抑制下丘腦的炎性反應從而阻止肥胖的發(fā)生，目前還沒有相關的報道。
　　 為了了解炎性反應和高脂飲食誘導的肥胖易感性及胰島素敏感性差異的關系，進一步探討肥胖和胰島素抵抗發(fā)生的機制，我們分別建立了肥胖和肥胖抵抗動物模型以及脂肪酸類型不同的高脂飲食誘導的肥胖動物模型，分析了不同模型中大鼠下丘腦或脂肪組織炎性基因

4、的表達變化，同時觀察了膳食干預對炎性基因表達的影響。
　　 第一部分、下丘腦炎性反應和高脂飲食誘導的肥胖易感性差異關系的研究
　　 目的:建立高脂飲食誘導的肥胖和肥胖抵抗動物模型，探討下丘腦炎性反應與高脂飲食誘導的肥胖易感性差異的關系，同時觀察低脂飲食干預對大鼠體重和下丘腦炎性反應的影響。
　　 方法：雄性清潔級SD大鼠55只，適應性喂養(yǎng)1周之后，隨機分為高脂飼料組和基礎飼料對照組?；A飼料由華中科技大學同濟醫(yī)學

5、院實驗動物中心提供；每100g高脂飼料含有基礎飼料60g，豬油15g，蛋黃粉13g，干酪素10g，白糖2g。基礎飼料總熱能3.29kcal/g ；高脂飼料總熱能4.62kcal/g。第10周時，高脂實驗組大鼠體重基本穩(wěn)定，參照對照組大鼠的平均體重及標準差，將高脂飼料組大鼠分為飲食誘導肥胖大鼠和飲食誘導肥胖抵抗大鼠大鼠，體重介于二者之間的大鼠不納入本次研究。再分別將DIO和DIO-R大鼠隨機分為兩組，一組繼續(xù)高脂飼料喂養(yǎng)，一組轉(zhuǎn)為基礎飼料

6、喂養(yǎng)，干預8周。各組大鼠自由攝食和飲水，相對濕度(50±10)％，明暗周期12比12。每天記錄進食量，每周記錄體重。分別與實驗開始、10周和實驗結束時過夜禁食12h采集尾血，離心之后保存待測。實驗結束時，大鼠斷頭處死，迅速分離下丘腦并置液氮凍存，24小時后轉(zhuǎn)移至-80℃冰箱保存，以備RNA抽提。同時分離大鼠的腎周和睪周脂肪組織并準確稱重。實時定量PCR法檢測各組大鼠TLR4、NF-κB、IL-1β和IL-6基因表達水平。
　　

7、結果：
　　 1．喂養(yǎng)10周后，高脂飼料組中18只大鼠判定為肥胖易感大鼠，12只判定為肥胖抵抗大鼠。DIO組大鼠的能量攝入和能量利用率顯著高于DIO-R和CF組，但DIO-R組與CF組相比無統(tǒng)計學差異。DIO組大鼠的TC、TG、LDL-C、FBG、FINS和HOMA-IR顯著高于DIO-R和CF組大鼠，DIO-R大鼠的TC、LDL-C、FINS和HOMA-IR與CF組相比顯著增高。
　　 2．DIO/HF組大鼠下丘腦TL

8、R4、NF-κB、IL-6和IL-1β表達水平顯著高于DIO-R/HF和CF組大鼠，DIO-R/HF與CF組相比，下丘腦TLR4、NF-κB、IL-1β和IL-6表達水平?jīng)]有變化。
　　 3．低脂飼料干預后，DIO/CF組大鼠的體重和脂肪蓄積量與DIO/HF組相比顯著下降，DIO-R/CF的體重與DIO-R/HF組大鼠相比無變化，但脂肪蓄積量顯著降低。DIO/CF和DIO-R/CF與其相應的高脂組相比，能量攝入無顯著變化，能量利

9、用率顯著降低。DIO/CF組大鼠的TC、FINS和HOMA-IR與相應的高脂組相比顯著降低。DIO/CF和DIO-R/CF組大鼠下丘腦TLR4、NF-κB、IL-6和IL-1β的表達水平與其相對應的高脂組相比無顯著差異，DIO/CF組大鼠下丘腦炎性基因的表示仍顯著高于CF組大鼠。
　　 結論：豬油配制的高脂飼料喂養(yǎng)10周可以誘導大鼠肥胖易感性差異的發(fā)生，高脂飲食誘導的下丘腦炎性反應可能使肥胖易感大鼠的攝食紊亂，從而導致能量攝入增

10、加和肥胖的發(fā)生，而肥胖抵抗大鼠可以通過抑制下丘腦炎性反應保持適宜的攝食和穩(wěn)定的體重。低脂飲食干預可以顯著降低肥胖易感大鼠的體重和脂肪蓄積量，但對肥胖大鼠下丘腦炎性基因的表達沒有影響。
　　 第二部分、脂肪組織炎性反應與脂肪酸類型不同的高脂飲食誘導的肥胖大鼠胰島素敏感性差異的研究
　　 目的：建立富含飽和脂肪酸高脂飲食和富含多不飽和脂肪酸高脂飲食誘導的肥胖大鼠模型，探討脂肪組織炎性反應與不同類型脂肪酸高脂飲食誘導的肥胖大鼠

11、胰島素敏感性差異的關系，并觀察低脂飲食干預對胰島素敏感性和脂肪組織炎性基因表達的影響。
　　 方法：雄性清潔級SD大鼠100只，適應性喂養(yǎng)1周之后，隨機分為豬油高脂飼料組、大豆油高脂飼料組和基礎飼料對照組?；A飼料由華中科技大學同濟醫(yī)學院實驗動物中心提供；每100g高脂飼料含有基礎飼料60g，豬油/大豆油15g，蛋黃粉13g，干酪素10g，白糖2g?；A飼料總熱能3.29kcal/g ；高脂飼料總熱能4.62kcal/g。第10

12、周時，高脂實驗組大鼠體重基本穩(wěn)定，參照對照組大鼠的平均體重及標準差，分別篩選出富含飽和脂肪酸高脂飼料誘導的肥胖大鼠（和富含多不飽和脂肪酸誘導的肥胖大鼠大鼠。再分別將SF-DIO和PF-DIO大鼠隨機分為兩組，一組繼續(xù)高脂飼料喂養(yǎng)，一組轉(zhuǎn)為基礎飼料喂養(yǎng)，繼續(xù)喂養(yǎng)8周。實驗期間，各組大鼠自由攝食和飲水，動物房溫度（20±2）℃，相對濕度(50±10)％，明暗周期12比12。每天記錄進食量，每周記錄體重。分別與實驗開始、10周和實驗結束時過夜

13、禁食12h采集尾血，離心之后保存待測。實驗結束后，大鼠斷頭處死，迅速分離出大鼠腎周與睪周脂肪組織，準確稱重后置液氮快速冷凍，-80℃冰箱保存待測。酶聯(lián)免疫法和免疫印記法分別檢測大鼠血清和脂肪組織OPN蛋白表達；實時定量PCR法檢測各組大鼠OPN、NF-κB、IL-6和IL-10基因表達水平。
　　 結果：
　　 1．豬油高脂飼料和大豆油高脂飼料組大鼠的肥胖發(fā)生率分別為42.2％和48.9％，兩組大鼠肥胖發(fā)生率無顯著差異。

14、SF-DIO組大鼠的FBG、FINS和HOMA-IR顯著高于PF-DIO組大鼠和CF組大鼠；PF-DIO組大鼠的FINS和HOMA-IR顯著高于CF組，而FBG在兩組間的差異無顯著性。
　　 2．SF-DIO/SF大鼠脂肪組織OPN的基因和蛋白表達水平以及NF-κB和IL-6的基因表達水平顯著高于PF-DIO/PF和CF組大鼠，同時，PF-DIO/PF組OPN、NF-κB和IL-6的表達水平也顯著高于CF組，SF-DIO/SF和

15、PF-DIO/PF組大鼠脂肪組織IL-10表達無差異，并顯著低于CF組大鼠。
　　 3．低脂干預以后，SF-DIO/CF和PF-DIO/CF組大鼠的體重和脂肪蓄積量與相應的高脂組相比顯著下降，能量攝入無顯著變化。同時，SF-DIO/CF的FINS和HOMA-IR與SF-DIO/SF組相比顯著降低，PF-DIO/CF的HOMA-IR與PF-DIO/PF組相比顯著降低。SF-DIO/CF和PF-DIO/CF組大鼠脂肪組織OPN的基因

16、和蛋白表達以及NF-κB和IL-6的基因表達與其相應的高脂組相比顯著降低，但SF-DIO/CF組脂肪組織OPN和NF-κB表達水平仍顯著高于PF-DIO/CF與CF組大鼠，PF-DIO/CF與CF組相比無顯著差異，SF-DIO/CF和PF-DIO/CF組大鼠脂肪組織的IL-10的表達出現(xiàn)了增加的趨勢，但與其相應的高脂組相比，差異無顯著意義，仍顯著低于基礎飼料對照組大鼠。血清OPN含量在各個組間無統(tǒng)計學差異。
　　 結論：能量密度

17、相同而脂肪酸類型不同的高脂飼料對SD大鼠具有相同的肥胖誘導作用，但是對肥胖大鼠的胰島素敏感性具有不同的影響。飽和脂肪酸高脂飲食通過上調(diào)OPN的表達，促進脂肪組織炎性反應從而誘導肥胖大鼠的胰島素抵抗；而多不飽和脂肪酸高脂飲食則可以抑制脂肪組織OPN的表達，降低脂肪組織炎性反應從而改善肥胖大鼠的胰島素敏感性。低脂飲食干預可以增強肥胖大鼠的胰島素敏感性并降低脂肪組織炎性基因的表達。
　　 創(chuàng)新性：
　　 1.首次探討了高脂飲食