高浓度葡萄糖刺激脂肪细胞脂肪分解的效应及其机制

目的:研究高浓度葡萄糖刺激脂肪细胞脂肪分解升高血浆游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)水平的效应及其机制,进一步阐明高糖导致胰岛素抵抗的作用机制。方法:以Sprague-Dawley(SD)大鼠附睾原代脂肪细胞为研究对象,设为正常葡萄糖(5 mmol/L)对照组和高浓度葡萄糖(25 mmol/L)干预组。将细胞孵育一定时间直接或加入异丙基肾上腺素刺激后测定培养基中甘油含量作为评价脂肪分解的指标。脂肪分解数据表示为每升脂肪细胞压积的毫摩尔甘油释放量(mmol/L packed cell volume,mmol/L PCV)。用Western blot方法分别检测总的及磷酸化的脂滴包被蛋白(perilipin)含量以及激素敏感性脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL)和脂肪组织甘油三酯水解酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)的含量。用酶化学法测定胞浆脂肪分解酶活性。结果:高浓度葡萄糖明显刺激大鼠原代脂肪细胞脂肪分解。将细胞在高糖中孵育24 h,甘油累积量从4.4 mmol/L PCV增加至6.4 mmol/L PCV,即增加1.5倍(P<0.01);30 min甘油释放量从0.11 mmol/L PCV增加至0.24 mmol/L PCV,即增加2.1倍(P<0.01)。高糖刺激脂肪分解的作用从细胞孵育16 h开始持续到24 h,且25 mmol/L葡萄糖的效应较10 mmol/L葡萄糖强。高糖明显增加perilipin磷酸化,但不影响该蛋白表达。高糖使胞内脂肪分解酶活性升高1.74倍并显著上调HSL蛋白表达,但不影响ATGL蛋白含量。异丙基肾上腺素刺激的脂肪分解在高糖环境下进一步增强。结论:高浓度葡萄糖通过增加perilipin磷酸化、上调HSL蛋白表达和升高脂肪分解酶活性从而直接刺激脂肪细胞脂肪分解。这提示高浓度葡萄糖单独即可以使FFA从脂肪组织向血浆中释放增加,循环FFA水平升高从而导致胰岛素抵抗。

肿瘤坏死因子-α上调大鼠分化脂肪细胞脂肪分化相关蛋白水平及其机制

目的:研究肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)对大鼠原代分化脂肪细胞内脂肪分化相关蛋白(adipose differentiation-related protein,ADRP)表达的影响及其机制。方法:以SD大鼠附睾来源的原代分化脂肪细胞为对象,设正常对照组和TNF-α(25μg/L)干预组。细胞孵育后测定培养基中甘油含量作为评价脂肪分解的指标。Western blot检测脂滴包被蛋白perilipin和ADRP的蛋白表达。用免疫荧光染色以及脂滴染色的方法,观察脂肪细胞内脂滴的形态变化以及蛋白在细胞内的定位。结果:在脂肪细胞分化5～8d,TNF-α可显著刺激其脂肪分解,该作用在孵育8h开始出现并持续到48h。Western blot结果显示TNF-α增加ADRP蛋白表达,减少perilipin蛋白并增加其磷酸化水平。形态学结果显示TNF-α引起脂滴碎裂,增加的ADRP与perilipin一起包被在细胞内碎裂脂滴表面。结论:TNF-α慢性刺激脂肪分解过程中引起脂滴碎裂,增加脂滴表面包被蛋白ADRP,而该蛋白表达增加可能与脂滴碎裂相关。