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在肥胖的形成过程中,巨噬细胞会不断向脂肪组织汇聚,并释放大量的细胞因子,加速脂肪组织功能障碍和全身性代谢性炎症的发生。因此,抑制巨噬细胞炎症反应是治疗肥胖及相关代谢性疾病的重要策略。天然化合物三叶苷是甜茶的的主要活性成分,具有抗急性炎症反应、抗氧化等功效,对糖尿病症状有一定的改善作用。但是,三叶苷对脂肪组织代谢性炎症的影响及其作用靶点尚不清楚。
本文首先通过生物信息学方法对肥胖个体脂肪组织中的差异表达基因进行了筛选,结果发现,与正常对照组相比,脂肪酸结合蛋白4(Fatty acid binding protein4, FABP4)基因在肥胖人群脂肪组织中高表达。并且,FABP4的表达在ob/ob小鼠脂肪组织分选出的巨噬细胞中上调约6倍。GO、Pathway功能富集分析结果显示,FABP4的表达差异参与炎症反应的发生和调控。
接着考察了三叶苷对巨噬细胞炎症反应的调节作用。在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的巨噬细胞炎症模型中,ELISA和qRT-PCR的实验结果表明,三叶苷可以降低肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素6(interleukin6,IL-6)、白介素1-β(interleukin1-β,IL1-β)的分泌,同时下调巨噬细胞中一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、CXC趋化因子配体10(CXC chemokine ligand-10,CXCL10)的表达。另外,western blot和qRT-PCR的实验结果表明,LPS以剂量和时间依赖的方式上调FABP4的表达,但在三叶苷预处理条件下,FABP4的表达被明显抑制。可见,三叶苷对巨噬细胞中的促炎因子、M1型极化作用和FABP4表达都有一定程度的抑制作用。
为了明确FABP4在三叶苷拮抗巨噬细胞炎症反应中的作用,本文采用shRNA技术建立了巨噬细胞FABP4基因干扰模型。ELISA实验结果发现,FABP4基因干扰后, LPS刺激巨噬细胞炎症因子TNF-α、IL-6水平减少4倍左右,并且三叶苷对巨噬细胞炎症反应的调节作用被明显抑制。提示,FABP4在炎症的发生发展过程中可能具有重要作用,并且与三叶苷的抗炎作用密切相关。
最后,在ob/ob小鼠模型上考察了三叶苷的抗炎作用,结果发现,三叶苷灌胃给药4周后,虽然ob/ob小鼠的体重以及体重增长率没有下降,但是ob/ob小鼠血清中的TNF-α、IL-6的含量显著下降。同时,ob/ob小鼠空腹血糖、血清胰岛素水平、葡萄糖耐量得到明显改善。而且,三叶苷显著降低了ob/ob小鼠附睾脂肪组织中促炎因子TNF-α、IL-6、IL1-β以及M1型极化因子-iNOS的转录水平。qRT-PCR和免疫荧光实验的结果也表明,三叶苷能够明显降低ob/ob小鼠附睾脂肪组织中FABP4的mRNA和蛋白的表达。
综上所述,本文的研究结果明确:三叶苷可以通过降低巨噬细胞炎症反应水平,进而改善机体脂肪组织中的代谢性炎症,FABP4在三叶苷拮抗巨噬细胞炎症反应中具有重要的作用。
本文首先通过生物信息学方法对肥胖个体脂肪组织中的差异表达基因进行了筛选,结果发现,与正常对照组相比,脂肪酸结合蛋白4(Fatty acid binding protein4, FABP4)基因在肥胖人群脂肪组织中高表达。并且,FABP4的表达在ob/ob小鼠脂肪组织分选出的巨噬细胞中上调约6倍。GO、Pathway功能富集分析结果显示,FABP4的表达差异参与炎症反应的发生和调控。
接着考察了三叶苷对巨噬细胞炎症反应的调节作用。在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的巨噬细胞炎症模型中,ELISA和qRT-PCR的实验结果表明,三叶苷可以降低肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素6(interleukin6,IL-6)、白介素1-β(interleukin1-β,IL1-β)的分泌,同时下调巨噬细胞中一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、CXC趋化因子配体10(CXC chemokine ligand-10,CXCL10)的表达。另外,western blot和qRT-PCR的实验结果表明,LPS以剂量和时间依赖的方式上调FABP4的表达,但在三叶苷预处理条件下,FABP4的表达被明显抑制。可见,三叶苷对巨噬细胞中的促炎因子、M1型极化作用和FABP4表达都有一定程度的抑制作用。
为了明确FABP4在三叶苷拮抗巨噬细胞炎症反应中的作用,本文采用shRNA技术建立了巨噬细胞FABP4基因干扰模型。ELISA实验结果发现,FABP4基因干扰后, LPS刺激巨噬细胞炎症因子TNF-α、IL-6水平减少4倍左右,并且三叶苷对巨噬细胞炎症反应的调节作用被明显抑制。提示,FABP4在炎症的发生发展过程中可能具有重要作用,并且与三叶苷的抗炎作用密切相关。
最后,在ob/ob小鼠模型上考察了三叶苷的抗炎作用,结果发现,三叶苷灌胃给药4周后,虽然ob/ob小鼠的体重以及体重增长率没有下降,但是ob/ob小鼠血清中的TNF-α、IL-6的含量显著下降。同时,ob/ob小鼠空腹血糖、血清胰岛素水平、葡萄糖耐量得到明显改善。而且,三叶苷显著降低了ob/ob小鼠附睾脂肪组织中促炎因子TNF-α、IL-6、IL1-β以及M1型极化因子-iNOS的转录水平。qRT-PCR和免疫荧光实验的结果也表明,三叶苷能够明显降低ob/ob小鼠附睾脂肪组织中FABP4的mRNA和蛋白的表达。
综上所述,本文的研究结果明确:三叶苷可以通过降低巨噬细胞炎症反应水平,进而改善机体脂肪组织中的代谢性炎症,FABP4在三叶苷拮抗巨噬细胞炎症反应中具有重要的作用。