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《河北师范大学》 2017年
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前脂肪细胞增殖分化在肥胖形成及运动防治肥胖中的作用

刘绍生  
【摘要】:体脂增多或减少时伴有脂肪细胞体积显著肥大或缩小,但脂肪细胞数目是否也会相应地发生变化并不确定,然而脂肪细胞却是终身均在不断地更新变化。前脂肪细胞增殖分化在脂肪细胞数目变化及脂肪细胞更新中发挥着重要的作用,并与脂肪细胞形态及功能密切相关。因此,从细胞动力学角度来分析前脂肪细胞增殖分化对脂肪细胞形态与功能的影响,可能是肥胖及肥胖相关并发症研究的一个突破口。本研究以SD大鼠为研究对象,通过高脂膳食诱导大鼠肥胖形成,并采用运动和/或膳食干预进行减脂实验,从而模拟现实人体肥胖形成及运动防治肥胖的过程。通过在体与离体实验,观察体脂增多或减少过程中前脂肪细胞增殖分化能力的变化,并结合在体脂肪细胞体积与数目的变化情况,从细胞层面分析前脂肪细胞增殖分化对脂肪细胞数目及脂肪细胞更新的影响,探讨其在高脂膳食诱导大鼠肥胖形成及运动防治肥胖中的作用;检测相关血液指标及脂肪细胞内脂肪酸代谢相关基因的表达,分析前脂肪细胞增殖分化、细胞更新与脂肪细胞功能之间的关系,为运动防治肥胖及相关并发症提供理论依据。实验分为两部分:在体实验与离体实验。研究一前脂肪细胞增殖分化在肥胖形成及运动防治肥胖中的作用目的:从细胞层面分析前脂肪细胞增殖分化对脂肪细胞数目及脂肪细胞更新的影响,并探讨其在高脂膳食诱导大鼠肥胖形成及运动防治肥胖中的作用。方法:在体实验分为两个阶段:第一阶段为肥胖形成与运动预防肥胖实验研究;第二阶段为运动减脂实验研究。第一阶段实验选用4周龄Sprague-Dawley(SD)纯系雄性大鼠(清洁级)共120只,随机选取30只大鼠分为3组:普通对照组(NC组)、普通运动组(NE组)、高脂运动组(HE组),每组10只,余下90只大鼠被用于复制高脂肥胖模型。12周后,从符合肥胖标准的42只大鼠中随机选取8只作为高脂模型组(HC组,n=8),其余34只肥胖大鼠用于第二阶段实验并被随机分为4组:肥胖普通膳食安静组(HNC组,n=8)、肥胖普通膳食运动组(HNE组,n=8)、肥胖高脂膳食安静组(高HHC组,n=8)及肥胖高脂膳食运动组(HHE组,n=10),并进行10周的实验干预。大鼠喂养分为普通饲料喂养与高脂饲料喂养,运动方式采用跑台运动。各阶段实验结束后,每组随机选取6只大鼠处死取血并检测相关血液指标;组织学方法结合体视学原理检测脂肪细胞的形态与数目;Western Blot检测脂肪组织PPARγ、C/EBPα及Capase-3蛋白的表达;RT-PCR检测脂肪组织LPL mRNA、HSL mRNA和FAS mRNA的表达。结果(1)身体形态学指标(1)普通大鼠各组普通大鼠身长均无显著性差异。HC组大鼠体重、腹腔内总脂肪量及Lee’S指数均显著高于NC组及HE组。体脂百分比NC组显著高于NE组(P0.01),HC组显著高于HE组(P0.01)。同时,运动能改变腹腔内不同部位脂肪量构成比。(2)肥胖大鼠各组肥胖大鼠身长均无显著性差异。HHC组大鼠体重显著高于HNC组(P0.01)及HHE组(P0.01),且HNC组显著高于HNE组(P0.01)。Lee’S指数HHC组显著高于HHE组(P0.05)。腹腔内总脂肪量及体脂百分比HNC组显著高于相应的HNE组,HHC组显著高于相应的HHE组。运动与膳食对腹腔内不同部位脂肪量构成比影响无差异。(2)血液指标(1)普通大鼠各组普通大鼠GLU均无显著差异。血清INS、FFA、LDL、TNF-α及IL-6均表现为HC组显著高于NC组及HE组。ISI及HDL则为HC组显著低于NC组及HE组。同时,HE组大鼠血清TC显著高于HC组(P0.05)。(2)肥胖大鼠各组肥胖大鼠血清GLU均无显著差异。血清INS及FFA表现为HNC组显著高于HNE组(P0.01),HHC组显著高于HHE组(P0.01)。TG、TNF-α及IL-6均表现为HHC组显著高于HNC组及HHE组。ISI表现为HNE组显著高于HNC组(P0.05),HHE组显著高于HHC组(P0.05)。此外,HNE组HDL显著高于HNC组(P0.01);HHC组LDL则显著高于HHE组(P0.05)。(3)脂肪细胞数目与平均直径(1)普通大鼠腹腔内脂肪细胞总数目HC组显著高于NC组(P=0.05)。附睾脂肪细胞平均直径HC组显著大于HE组(P0.01);肾周及腹后壁脂肪细胞平均直径均表现为NC组显著大于NE组(P0.05)及HE组(P0.01),HC组显著大于HE组(P0.01)。(2)肥胖大鼠各组肥胖大鼠附睾、肾周、腹后壁脂肪细胞数目及腹腔内脂肪细胞总数目均无显著性差异,且与HC组相比也无显著性差异。各组肥胖大鼠附睾、肾周及腹后壁脂肪细胞平均直径均表现为HNE组显著小于HNC组,HHE组显著小于HHC组及HNC组。(4)蛋白检测结果(1)普通大鼠PPARγ:附睾、肾周、腹后壁脂肪均为NE组及HC组显著高于NC组;且肾周及腹后壁脂肪HC组均显著高于相应的HE组。C/EBPα:附睾脂肪HC组显著高于NC组(P0.05);肾周脂肪NE组显著高于NC组(P0.05),HC组显著高于NC组及HE组(P0.05);腹后壁脂肪NE组显著高于NC组(P0.05)。Caspase-3:附睾脂肪NE组显著高于NC组(P0.05),HE组显著高于HC组(P0.05);肾周脂肪NE组显著高于NC组(P0.05)。(2)肥胖大鼠PPARγ:附睾及腹后壁脂肪各组间相比均无显著性差异;肾周脂肪组织PPARγ蛋白表达量HHE组显著高于HNC、HNE及HHC组,且HHC组显著高于HNC组。C/EBPα:附睾脂肪HHC组及HNE组显著高于HNC组;肾周脂肪HNC组显著低于HHC组(P0.01)且HHC组显著低于HHE组(P0.01);腹后壁脂肪HNC组显著低于HHC组(P0.05)。Caspase-3:附睾及腹后壁脂肪各组间相比均无显著性差异;肾周脂肪组织Caspase-3蛋白表达量HNE组高于HNC组(P0.01),HHE组高于HHC组(P0.01)。(5)基因检测结果(1)普通大鼠LPL mRNA:附睾、肾周及腹后壁脂肪组织均表现为HC组显著高于相应的NC组,且NC组显著高于相应的NE组。HSL mRNA:附睾、肾周及腹后壁脂肪均表现为NE组显著高于NC组,HE组显著高于HC组。FAS mRNA:附睾、肾周及腹后壁脂肪均表现为HC组显著高于NC组,且NC组显著高于NE组,且附睾及腹后壁脂肪HC组均显著高于相应的HE组。(2)肥胖大鼠LPL mRNA:附睾、肾周及腹后壁脂肪均表现为HNE组显著低于相应的HNC组及HHE组;且腹后壁脂肪HHC组显著高于HNC组。HSL mRNA:附睾、肾周及腹后壁脂肪均表现为HNE组显著高于HNC组(P0.01),HHE组显著高于HHC组(P0.01),HNE组显著高于HHE组(P0.01)。FAS mRNA:附睾、肾周及腹后壁脂肪均表现为HNC组显著高于HNE组(P0.01),HHC组显著高于HHE组(P0.01),HHC组显著高于HNC组(P0.01)。研究二高脂或运动干预后大鼠前脂肪细胞增殖分化能力体外研究目的:观察从运动或高脂膳食干预后的普通大鼠和肥胖大鼠附睾及腹后壁脂肪库中提取的前脂肪细胞在原代培养中增殖分化能力的变化。方法:实验分组同研究一,预处理大鼠每组2只,从附睾及腹后壁脂肪垫中提取前脂肪细胞进行体外原代培养,细胞分组为:普通大鼠(NC组、NE组、HC组、HE组)及肥胖大鼠(HNC组、HNE组、HHC组、HHE组)。上述各组前脂肪细胞传代一次后,用血球计数板进行细胞计数,绘制生长曲线,并计算前脂肪细胞群体倍增时间。结果(1)普通大鼠附睾及腹后壁前脂肪细胞原代培养DT值均表现为NE组及HC组显著低于NC组,且腹后壁前脂肪细胞原代培养DT值HE组显著低于HC组。(2)肥胖大鼠附睾及腹后壁前脂肪细胞原代培养DT值均为HNE组显著低于HNC组,HHE组显著低于HHC组,且附睾前脂肪细胞原代培养DT值HHC组显著低于HNC组。全文结论(1)前脂肪细胞增殖分化能力在高脂膳食诱导肥胖形成及运动防治肥胖过程中均表现为增强,但其机制不同。高脂膳食诱导肥胖形成为代偿机制,而运动防治肥胖中则为运动适应机制;(2)前脂肪细胞增殖分化主要通过影响脂肪细胞数目与脂肪细胞更新两方面在肥胖形成与运动防治肥胖中发挥作用;(3)脂肪细胞增殖分化可能在运动改善皮下/内脏脂肪分布中发挥作用,其机制有待进一步研究;(4)高脂与运动干预能显著促进大鼠附睾及腹后壁前脂肪细胞体外原代培养增殖速度,扩大前脂肪细胞库容积,并可能增加肥胖风险;前脂肪细胞增殖分化能力在体外原代培养与在体环境之间存有差异,且易受细胞生存环境因素的影响。
【学位授予单位】:河北师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:G804.2

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