基于AMPK/PGC1α信号通路探究降脂逐瘀汤对动脉粥样硬化大鼠脂代谢的影响

目的:基于AMPK/PGC1α信号通路探究降脂逐瘀汤对动脉粥样硬化(AS)大鼠脂代谢的影响。方法:高脂饲料喂养及腹腔注射维生素D3诱导建立AS大鼠模型,随机分为模型组、降脂逐瘀汤(3.75 g/kg)低剂量组、降脂逐瘀汤(7.5 g/kg)中剂量组、降脂逐瘀汤(15 g/kg)高剂量组、降脂逐瘀汤(15 g/kg)高剂量+盐酸多索啡(AMPK抑制剂,0.2 mg/kg)组,每组12只,另取12只正常SD大鼠喂养普通饮食及腹腔注射生理盐水作为对照组。经降脂逐瘀汤和盐酸多索啡分组干预处理各组大鼠后,检测大鼠甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平;HE染色检测大鼠主动脉组织病理变化;油红O染色检测各组大鼠主动脉和肝脏脂质沉积;酶标仪测定大鼠血清炎症因子IL-8、IL-1β、IL-18水平;免疫印迹法检测大鼠主动脉组织AMPK/PGC1α通路蛋白表达。结果:与对照组相比,模型组大鼠主动脉组织发生严重病理损伤,主动脉和肝脏组织中有大量脂质沉积,肝脏脂肪变性严重,血清LDL-C、TC、TG、IL-8、IL-1β、IL-18水平显著升高(P<0.05),血清HDL-C水平、主动脉组织p-AMPK/AMPK与PGC1α蛋白表达显著降低(P<0.05)。与模型组相比,降脂逐瘀汤各剂量组大鼠主动脉组织病理损伤、主动脉脂质沉积和肝脏脂肪变性症状均减轻,血清LDL-C、TC、TG、IL-8、IL-1β、IL-18水平均降低(P<0.05),血清HDL-C水平、主动脉组织p-AMPK/AMPK与PGC1α蛋白表达均升高(P<0.05),且呈剂量依赖性(P<0.05);与降脂逐瘀汤高剂量组相比,降脂逐瘀汤高剂量+盐酸多索啡组大鼠主动脉组织病理损伤、主动脉脂质沉积和肝脏脂肪变性症状加重,血清LDL-C、TC、TG、IL-8、IL-1β、IL-18水平升高(P<0.05),血清HDL-C水平、主动脉组织p-AMPK/AMPK与PGC1α蛋白表达降低(P<0.05)。结论:降脂逐瘀汤可通过激活AMPK/PGC1α信号抵抗炎症发生发展,减轻大鼠主动脉组织病理损伤、主动脉脂质沉积和肝脏脂肪变性症状,改善AS大鼠脂代谢。

白藜芦醇通过AMPK/PPARα/PGC1α影响酒精依赖致肝损伤机制研究

目的 观察白藜芦醇(Resveratrol, RES)对酒精依赖大鼠肝组织损伤以及AMP依赖的蛋白激酶(adenosine 5-monophosphate-activated protein, AMPK)/过氧化物酶体增殖物激活受体α(peroxisome proliferator-activated receptorα,PPARα)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活子1α(peroxisome proliferator activated receptor gamma coactivator 1 alpha, PGC1α)信号通路的影响,讨论RES治疗酒精依赖致肝损伤的修复机制,为临床应用RES提供科学依据。方法 将SPF级雄性大鼠采用随机数字表法设立空白对照组、酒精依赖模型组,采用双瓶自由饮建立20%的酒精依赖模型;酒精依赖模型组制备成功后随机分为酒精依赖模型组、RES高、中、低剂量治疗组,继续给与双瓶自由饮,RES按照100、50、25 mg/(kg·d)剂量灌胃14 d。建模期间检测大鼠体重、饮酒量和饮水量,RES治疗后蛋白免疫印迹法检测大鼠肝组织AMPK、磷酸化AMP依赖的蛋白激酶(phosphorylation-adenosine 5’-monophosphate-activated protein kinas, p-AMPK)、PPARα和PGC1α蛋白表达。结果 蛋白免疫印迹法结果显示:与空白对照组比较,酒精依赖模型组p-AMPK(t=6.61,P<0.05)、PPARα(t=3.08,P<0.05)和PGC1α(t=7.09,P<0.05)表达水平显著下调;与酒精依赖模型组比较,RES高剂量治疗组p-AMPK(F=8.60,P<0.05)、PPARα(F=4.38,P<0.05)和PGC1α(F=11.33,P<0.05)显著上调。结论 结果显示RES可能通过调控AMPK/PPARα/PGC1α信号发挥保护作用。

miR-669a-5p通过AMPK/PGC1α信号通路改善心力衰竭小鼠心肌细胞能量代谢

目的探讨主动脉弓缩窄(transverse aortic constriction,TAC)诱导的小鼠衰竭心肌中miR-669a-5p的表达变化,并进一步研究miR-669a-5p对心力衰竭小鼠的作用及可能机制。方法将24只小鼠按随机数字表法分为假手术组(Sham组,n=8)和手术组(n=16,建立TAC心力衰竭模型)。TAC术后第4周将手术组随机分为模型组(TAC组,n=8)及miR-669a-5p agomir组(Agomir组,n=8),Sham组、TAC组及Agomir组连续4周尾静脉分别注射生理盐水、agomir阴性对照试剂及agomir试剂,2次/周。第8周行超声心动图评估各组小鼠心功能;HE、天狼星红及WGA免疫荧光染色观察小鼠心肌组织病理学变化。RT-qPCR检测小鼠心肌组织miR-669a-5p及氧化磷酸化相关基因(ND1、ND2、NDUFA4、ATP5O)的表达。ATP检测试剂盒检测各组心肌组织ATP浓度。Western blot检测心肌组织p-AMPK、AMPK、PGC-1α蛋白表达水平变化。结果与Sham组比较,TAC组小鼠心肌miR-669a-5p表达显著减少(P<0.05)。超声检测结果显示:Agomir组小鼠心脏射血能力、收缩与舒张功能较TAC组明显改善(P<0.05)。组织切片染色显示:与TAC组比较,Agomir组可见心肌细胞排列紊乱、心肌纤维化及心肌细胞横截面积等有明显改善(P<0.05)。与TAC组比较,Agomir组ATP水平较TAC组明显升高(P<0.05),且ND1、ND2、NDUFA4、ATP5O基因相对表达量均显著升高(P<0.05)。Agomir组小鼠心肌组织p-AMPK/AMPK、PGC1α蛋白水平表达较TAC组显著增加(P<0.05)。结论miR-669a-5p可以显著改善主动脉弓缩窄诱导的心力衰竭小鼠心功能及心室重构,其机制可能是通过调控AMPK/PGC1α信号通路进而改善小鼠心肌细胞能量代谢。

虎金方调节SIRT1/PGC1α信号通路改善代谢相关脂肪性肝病小鼠的脂质代谢研究

目的基于沉默信息调节因子1(SIRT1)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(PGC1α)通路探讨虎金方对代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)小鼠的作用及机制。方法将C57BL/6小鼠随机分为6组:正常组、模型组、水飞蓟宾组(48 mg·kg^(-1))及虎金方高(21.24 g·kg^(-1))、中(10.62 g·kg^(-1))、低(5.31 g·kg^(-1))剂量组。通过给予高脂饲料连续饲喂10周复制MAFLD小鼠模型。从第11周开始,正常组和模型组给予蒸馏水灌胃,其余各组按上述剂量灌胃给药(10 mL·kg^(-1)),每日1次,连续给药4周。采用HE及油红O染色法观察肝脏组织病理变化;生化试剂盒检测血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平;RT-PCR及Western Blot法检测肝脏组织SIRT1、PGC1α、核呼吸因子1(NRF1)、线粒体转录因子A(TFAM)mRNA及蛋白表达。结果与正常组比较,模型组小鼠的体质量、肝质量及肝脏系数显著升高(P<0.01);NAS病理评分、脂滴面积占比显著升高(P<0.01);血清TC、TG、LDL-C、ALT、AST水平显著升高(P<0.01),HDL-C水平显著下降(P<0.01);肝脏组织中SIRT1、PGC1α、NRF1、TFAM mRNA及蛋白表达水平显著降低(P<0.01)。与模型组比较,各给药组小鼠的体质量、肝质量均显著降低(P<0.01),水飞蓟宾组和虎金方中、高剂量组小鼠的肝脏系数显著降低(P<0.05,P<0.01);各给药组小鼠的NAS病理评分、脂滴面积占比及血清TG、LDL-C、ALT、AST水平显著降低(P<0.05,P<0.01),水飞蓟宾组和虎金方低、高剂量组血清HDL-C水平显著升高(P<0.01),水飞蓟宾组和虎金方高剂量组血清TC水平显著降低(P<0.05,P<0.01);各给药组小鼠肝脏组织中SIRT1、TFAM mRNA表达水平显著升高(P<0.01),水飞蓟宾组和虎金方中、高剂量组小鼠肝脏组织中PGC1α、NRF1 mRNA表达水平显著升高(P<0.05,P<0.01);水飞蓟宾组和虎金方高剂量组小鼠肝脏组织中SIRT1蛋白表达水平显著升高(P<0.05,P<0.01),水飞蓟宾组和虎金方中、高剂量组小鼠肝脏组织中PGC1α、NRF1、TFAM蛋白表达水平显著升高(P<0.05,P<0.01)。结论虎金方可能通过调控SIRT1/PGC1α通路来影响肝脏线粒体的生物发生,减少线粒体氧化应激,促进肝脏脂质代谢,减轻脂质沉积,从而发挥缓解MAFLD的作用。

PGC1α通过抑制膀胱癌细胞侵袭抑制膀胱癌的进展

目的探究过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂1α(PGC1α)在膀胱癌中的表达模式及其对膀胱癌细胞侵袭性的影响。方法通过对比分析膀胱癌患者和对照组人群(非膀胱癌患者)血清中PGC1α基因的表达水平差异及PGC1α的表达水平与膀胱癌临床分期和病理分级之间的关系;利用膀胱癌细胞系T24进行PGC1α的过表达实验,分析其对T24细胞增殖、克隆形成及侵袭能力的影响,并通过Western blot实验检测上皮-间质转化(EMT)相关蛋白表达。结果膀胱癌患者血清中PGC1α的表达水平显著低于对照组人群,且高表达PGC1α的患者病理分期和病理分级较低;表达PGC1α后,T24细胞的增殖、克隆形成和侵袭能力显著减弱。此外,过表达PGC1α导致与EMT相关的蛋白SNAIL1、N-cadherin和Vimentin的表达下调,E-cadherin的表达上调。结论(1)PGC1α表达水平降低是膀胱癌发生的重要因素,并且与更高的临床分期和病理分级有关;(2)PGC1α可以通过调节EMT相关蛋白抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭。

周期性高张应变通过下调PGC1α表达抑制血管平滑肌细胞线粒体生物发生

目的 探讨高血压背景下病理性高张应变对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)线粒体生物发生的影响,以及PGC1α蛋白在这一过程中的作用。方法 采用Flexcell-5000T体外细胞张应变加载系统对VSMCs施加频率为1.25 Hz、幅度分别为5%和15%的周期性张应变,模拟正常生理情况和高血压病理情况下的力学环境;通过蛋白免疫印迹(Western blotting)和荧光定量PCR(qPCR)方法检测正常生理和高血压病理力学条件下VSMCs的PGC1α蛋白表达,以及柠檬酸合酶和线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)拷贝数变化情况;应用PGC1α特异性激活剂ZLN005和有效干扰片段siRNA检测PGC1α表达上调或下调对柠檬酸合酶和mtDNA拷贝数的影响。结果 与5%生理性周期性张应变相比,15%病理性高张应变显著抑制VSMCs的PGC1α和柠檬酸合酶的表达,mtDNA拷贝数显著降低。与对照组相比,对VSMCs转染PGC1α干扰片段siRNA或孵育PGC1α特异性激活剂ZLN005,分别下调和上调PGC1α蛋白表达,VSMCs的柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数也相应地降低和增加。在加载生理性周期性张应变条件下,对VSMCs转染PGC1α干扰片段siRNA显著下调其蛋白表达;对VSMCs施加PGC1α特异性激活剂ZLN005显著上调PGC1α蛋白表达,柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数也被增加。结论 高血压背景下病理性周期性高张应变通过抑制VSMCs的PGC1α蛋白显著下调VSMCs的柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数,进而导致VSMCs线粒体功能障碍。PGC1α可能是缓解高血压病理进程的潜在治疗靶向分子。

逍遥丸对非酒精性脂肪性肝炎大鼠粪便代谢组学和PPARα、PGC1α的影响

目的 从粪便代谢组学和过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor alpha,PPARα)、过氧化物酶体增殖子活化受体γ共激活因子(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator,PGC)-1α探讨逍遥丸对非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH)大鼠的治疗作用。方法 24只雄性SD大鼠随机分为对照组、模型组、治疗组。高糖高脂饮食+四氯化碳(carbon tetrachloride,CCl4)注射4周建立NASH模型,治疗组予逍遥丸灌胃。4周后检测各组大鼠肝指数、体质量指数、血清生化指标,苏木精-伊红(hematoxylin and eosin,HE)染色和油红O染色观察肝组织病理变化,高通量液相色谱-质谱联用(liquid chromatography mass spectrometry, LC-MS)技术分析各组大鼠粪便代谢物谱,Western blot法检测各组大鼠肝组织中PPARα、PGC1α蛋白表达情况。结果 与对照组比较,模型组大鼠肝指数、血清丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、总胆固醇(total cholesterol,T-CHO)、甘油三酯(triglycerides,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、白介素(interleukin,IL)-1β、IL-6含量显著升高(P<0.05),体质量指数、血清IL-10含量显著下降(P<0.05),肝组织中PPARα、PGC1α蛋白表达明显降低(P<0.05)。逍遥丸对模型组大鼠上述指标均有明显的调节作用(P<0.05),且能够显著改善肝组织病理。与对照组比较,模型组大鼠有57种代谢物发生了明显变化,其中乙酰左旋肉碱、组胺、丙酮酸、L-丝氨酸、胞嘧啶等25种代谢物在逍遥丸干预后明显改善(P<0.05),涉及组氨酸代谢、精氨酸生物合成、嘌呤代谢、半胱氨酸与蛋氨酸代谢和苯丙氨酸代谢等5条代谢通路。结论 逍遥丸可通过上调PPARα、PGC1α在NASH大鼠肝组织中的表达来诱导脂肪酸β氧化,并通过改善粪便代谢物谱、减轻脂肪在肝细胞内堆积,起到治疗NASH的作用。

基于AMPK/SIRT1/PGC1α信号通路探究灯盏花素联合有氧运动对冠心病大鼠心功能障碍的改善作用及机制研究

目的:探究灯盏花素(BVP)联合有氧运动(AE)对冠心病大鼠心功能障碍的改善作用以及对AMPK/SIRT1/PGC1α信号通路的调节作用。方法:将105只SD大鼠随机分为对照组、模型组、阳性组、BVP组、AE组、BVP+AE组、BVP+AE+AMPK抑制剂组(BVP+AE+BML-275组)。检测各组大鼠的心功能指标;检测各组大鼠的血脂水平;ELISA检测大鼠心肌组织炎症因子-C反应蛋白(CRP)、白细胞介素6(IL-6),肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量;HE染色法观察心肌组织形态学特征;TUNEL法检测大鼠心肌细胞的凋亡情况;Western Blot检测大鼠心肌组织中AMPK/SIRT1/PGC-1α通路相关蛋白的表达。结果:与对照组相比,模型组大鼠心功能指标LVEDV、LVESV、血脂指标TG、TC、LDL-C、CRP、IL-6、TNF-α的含量及细胞凋亡率升高,SV、LVEF、HDL-C含量以及p-AMPK、SIRT1和PGC-1α蛋白水平均降低(P<0.05);与模型组相比,BVP组和AE组大鼠心功能指标LVEDV、LVESV、血脂指标TG、TC、LDL-C、CRP、IL-6、TNF-α的含量及细胞凋亡率降低,SV、LVEF、HDL-C含量以及p-AMPK、SIRT1和PGC-1α蛋白水平均升高(P<0.05);与BVP组和AE组相比,阳性组和BVP+AE组大鼠的心功能指标LVEDV、LVESV、血脂指标TG、TC、LDL-C、CRP、IL-6、TNF-α的含量及细胞凋亡率降低,SV、LVEF、HDL-C含量以及p-AMPK、SIRT1和PGC-1α蛋白水平均升高(P<0.05);AMPK抑制剂能够逆转BVP+AE联合对冠心病大鼠心脏损伤的缓解作用(P<0.05)。结论:BVP联合AE能够通过激活AMPK/SIRT1/PGC1α信号通路来改善冠心病大鼠心功能障碍。

Exendin-4通过调控Sirt1/PGC1α延缓糖尿病小鼠心肌损伤

目的探讨exendin-4对2型糖尿病小鼠心肌的保护作用及其机制。方法将C57BL/6J小鼠分为正常组(Con)和糖尿病组(DM),Con组小鼠正常饮食,DM组小鼠利用高脂饮食联合链脲佐菌素进行造模,造模成功后的2型糖尿病小鼠分Exendin-4干预(DM+Ex-4)和糖尿病对照组(DM-Con)。DM+Ex-4组小鼠每天给予1 nmol/kg体质量的exendin-4腹腔注射,干预8周。DM-Con组给予等剂量的生理盐水腹腔注射。记录各组小鼠血糖、体质量等生理指标,RT-PCR检测心肌肥大、纤维化指标以及PGC1α、NRF、Cyto C等线粒体功能相关指标,Western blot检测氧化应激指标以及Sirt1/PGC1α通路表达情况,HE病理染色观察心肌结构变化。结果与Con组相比,DM-Con组的血糖、血脂均显著升高(P<0.001),心肌组织ANP、BNP、TGFβ1、Cyto C1、NOX1显著升高(P<0.05),而Sirt1、PGC1α、NRF、SOD1显著降低(P<0.05)。Exendin-4干预后,与DM-Con组相比,DM+Ex-4组小鼠血糖、血脂明显下降(P<0.05),心肌组织ANP、BNP、TGFβ1、Cyto C1、NOX1明显下降(P<0.05),Sirt1、PGC1α、NRF、SOD1表达升高(P<0.05)。结论 Exendin-4通过调控心肌组织Sirt1/PGC1α信号通路,改善线粒体功能,抑制氧化应激,从而缓解糖尿病小鼠心肌损伤。

mitoK_(ATP)通道经FOXO1-PGC1α通路调节后负荷过载小鼠心肌线粒体的代谢功能

目的:通过ATP依赖的钾离子通道(KATP)亚基-Kir6.2基因敲除小鼠(Kir6.2KO)模型,研究线粒体ATP敏感钾离子通道mitoKATP对心肌线粒体和代谢酶的调控机制。方法:分别将野生型小鼠(WT平行对照组)和Kir6.2KO小鼠(实验组)分为假手术、主动脉横断缩窄(TAC)2周和4周各3个亚组。检测并比较各组心功能、心肌能量代谢酶基因表达水平、信号转导通路中叉头框O1(FOXO1)和转录因子PGC1α水平、线粒体比面积和嵴间距。结果:与平行WT组相比较,TAC前Kir6.2KO小鼠心肌PGC1α表达水平有所降低、FOXO1略提高,能量代谢酶中链乙酰辅酶A脱氢酶(MCAD)、肉碱软脂酰基转移酶1(CPT1)和细胞色素C氧化酶亚单位III(COXIII)明显负表达,线粒体比面积和线粒体嵴间距有所增加(8.45%和3.11%),表现为有氧代谢能力降低,线粒体代偿增生。TAC后2周时,Kir6.2KO组的心肌线粒体比面积没有变化(8.75%vs0.14%),而嵴间距增加幅度低于WT组(18.27%vs11.65%),线粒体失代偿。TAC后4周时,Kir6.2KO组FOXO1和PGC1α的蛋白或mRNA水平均显著降低,下游能量代谢酶mRNA和蛋白显著负调表达,心肌线粒体比面积降低幅度更大(-8.45%vs-23.6%),嵴间距变化与WT组相同(6.60%vs7.17%),心功能障碍更为明显,有氧代谢功能衰竭。结论:阻断mitoKATP降低了心肌线粒体对负荷增加时的增生和正调能量代谢酶的反应能力,这与FOXO1-PGC1α信号通路的弱化有关。说明mitoKATP通过FOXO1-PGC1α信号通路调节负荷过载小鼠心肌线粒体增殖和能量代谢功能。

8周爬梯负重训练诱导大鼠比目鱼肌和趾长伸肌PGC1α/FNDC5/MSTN差异表达

目的:观察8周爬梯负重训练对SD大鼠比目鱼肌和趾长伸肌PGC1α/FNDC5/MSTN表达及血清Irisin浓度的影响。方法:20只SD大鼠随机平均分为对照组(Con组,n=10)和爬梯训练组(Lad组,n=10),Lad组采用改进的爬梯负重抗阻力量训练模型,3天训练1轮,共进行8周。训练结束后48小时取比目鱼肌和趾长伸肌,用定量PCR和Western Blot法检测肌肉组织中PGC1α/FNDC5/MSTN的基因和蛋白表达,用Elisa法检测血清Irisin浓度。结果:与Con组相比,Lad组比目鱼肌PGC1α表达显著降低(P<0.05)、FNDC5表达有降低趋势,MSTN表达显著增加(P<0.05);而趾长伸肌PGC1α表达显著增加(P<0.05)、FNDC5表达有增加趋势,MSTN表达显著降低(P<0.05);血清Irisin浓度无明显差异(P>0.05)。结论:8周爬梯负重训练诱导SD大鼠比目鱼肌和趾长伸肌PGC1α/FNDC5/MSTN差异表达但不影响血清Irisin浓度,提示长期抗阻力量训练后机体可能存在复杂的平衡拮抗机制。

重组穿梭质粒pAdTrack-CMV-PGC1α的构建及鉴定

目的构建编码小鼠PGC1α基因的质粒,为进一步研究定向诱导PGC1α在白色脂肪组织特异性表达做准备。方法提取小鼠肾脏总RNA,利用RT-PCR扩增目的基因,引物设计时在两端分别引入EcoRV和SalⅠ的酶切位点,双酶切后与经过同样处理的穿梭质粒载体pAdTrack-CMV相连,经酶切和PCR鉴定。结果通过RT-PCR获取了目的基因并成功克隆入载体,目的基因序列与GENEBANK报道序列一致。结论构建出编码小鼠PGC1α基因的重组质粒pAdTrack-CMV-PGC1α。

编码小鼠PGC1α基因的重组腺病毒载体构建及鉴定

目的:构建编码小鼠PGC1α基因的重组腺病毒载体,为进一步研究其蛋白功能提供工具。方法:穿梭质粒pAdTrack-CMV-PGC1α线性化后与骨架质粒pAdeasy-1在BJ5183菌中完成同源重组,筛选并提取重组正确的腺病毒质粒,PacⅠ线性化,脂质体转染293细胞包装出成熟的具有感染活力的腺病毒颗粒,TCID50法测定病毒滴度,Western bloting检测PGC1α蛋白在293细胞的表达。结果:测序及酶切鉴定表明目的基因正确插入穿梭质粒,读码框未发生移位。重组腺病毒扩增后滴度约3×1010TCID50/ml,能在293细胞中表达PGC1α蛋白。结论:利用细菌内同源重组的方法成功构建了编码小鼠PGC1α基因的重组腺病毒载体,并观察到其蛋白表达。

SIRT1过表达介导PPARγ-PGC1α-NRF2通路对肥胖症大鼠肝脏脂肪沉积和变性及氧化应激的调节作用

目的:探讨沉默信息调节因子1(SIRT1)过表达介导PPARγ-PGC1α-NRF2通路对肥胖症大鼠肝脏脂肪沉积和变性及氧化应激的影响。方法:首先构建SIRT1慢病毒载体(LV),然后将大鼠随机分为4组:正常对照组(Control)、肥胖症模型组(Obesity model组)、肥胖症+SIRT1对照载体组(Obesity+LV组)和肥胖症+SIRT过表达组(Obesity+LV-SIRT1组)进行后续实验。采用卷尺测量肛鼻长并计算Lee’s指数;罗氏血糖仪检测血糖水平;全自动生化分析仪检测总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平;苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining,HE)和油红O染色检测肝脏脂肪沉积和变性;采用ELISA试剂盒检测总超氧化物歧化酶(SOD)、乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)含量;逆转录-聚合酶链反应检测过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、PPARγ辅激活子1α(PGC1α)、核因子-E2相关因子2(Nrf2)m RNA水平;蛋白免疫印迹(western blot)检测SIRT1、PPARγ、PGC-1α、Nrf2蛋白表达水平。结果:研究结果表明,与Obesity model组相比,Obesity+LV-SIRT1组SIRT1蛋白水平显著升高(P<0.05);Lee’s指数、体重和血糖水平显著降低(P<0.05);TC、TG、LDL含量显著降低(P<0.05);而HDL含量显著升高(P<0.05);脂肪沉积和变性明显改善;MDA、ROS、LDH含量显著降低(P<0.05);SOD含量显著升高(P<0.05);PPARγ、PGC1α、Nrf2 m RNA和蛋白水平显著升高(P<0.05)。结论:SIRT1过表达可能通过介导PPARγ-PGC1α-NRF2通路对肥胖症大鼠肝脏脂肪沉积和变性及氧化应激起到了调节作用。

梓醇通过骨骼肌PGC1α在1型糖尿病大鼠中降血糖作用的研究

目的探讨梓醇对一型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)的作用及机制。方法采用尾静脉注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)的方法对SD大鼠构建T1DM模型,然后检测灌胃给予梓醇(25 mg/kg、50 mg/kg、100 mg/kg)对STZ造模大鼠及正常大鼠5 d、10 d、15 d血糖的影响以及梓醇对STZ造模大鼠及正常大鼠给药15 d后甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)的影响;利用RT-PCR检测梓醇对STZ造模大鼠及正常大鼠PGC1α及其上下游基因如线粒体生物发生,脂肪酸氧化和葡萄糖转运体相关基因的影响。结果梓醇能够显著改善STZ造模大鼠给药10 d及15 d的血糖水平及给药15 d后的TC、TG水平、能够显著上调STZ造模大鼠肌肉组织PGC1α及其上下游基因的表达。结论研究表明,梓醇可能通过激活PGC-1α信号通路降低STZ诱导的糖尿病大鼠的血糖水平。

PGC1α协同PPARγ调节CIDEC基因在小鼠脂肪细胞系中表达

目的鉴定CIDEC的表达能够被PPARγ和PGC1α共激活,检测其在脂肪代谢中的重要调控作用。方法构建5′删切和顺式原件突变的启动子,运用HepG2细胞中双荧光报告基因实验检测PPARγ和PGC1α对CIDEC的共激活作用并确定顺式作用元件。运用PPARγ特异激动剂pioglitazone刺激3T3-L1细胞检测CIDEC的mRNA水平。在3T3-L1细胞系中过表达CIDEC,检测脂肪合成及能量代谢相关基因的mRNA水平。通过腺病毒感染在小鼠肝原代细胞中过表达CIDEC,检测肝脏细胞中脂肪变化。结果 PPARγ和PGC1α能够显著激活CIDEC的启动子。过表达CIDEC后,脂肪细胞中脂类合成相关基因FAS上调(3.47±0.17)倍(P<0.05),ACC上调(3.95±0.57)倍(P<0.05),在肝原代细胞中CIDEC促进脂滴的生成。结论 CIDEC过表达能够被PPARγ促进并且被PGC1α共激活,在体内起到促进脂肪积累的作用。

二氢杨梅素经激活AMPK-PGC1α-Sirt1信号通路促进高脂饮食诱导的肥胖小鼠肩胛下脂肪组织棕色化

目的观察二氢杨梅素(DHM)对高脂饮食诱导的肥胖小鼠肩胛下脂肪组织棕色化的影响,并阐明其机制。方法C57bl/6j小鼠采用普通饲料和高脂饲料喂养,同时分别用或不用低剂量(125 mg·kg^-1·d^-1)或高剂量(250 mg·kg^-1·d^-1)的DHM处理16W。实验期间每4周测一次小鼠体质量,16周后小鼠空腹过夜测空腹血糖,接着处死小鼠,测量体长后算出Lee’s指数,随后取肩胛下脂肪组织,一部分HE染色观察脂肪细胞形态,另一部分通过实时定量PCR和蛋白质免疫印迹法检测肩胛下脂肪组织:解偶联蛋白1(UCP1)、锌指转录因子PR结构域包含子16(Prdm16)、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、过氧化物酶体增殖激活受体γ辅助激活因子α(PGC1α)和沉默信息调节因子1(Sirt1)的基因和蛋白表达。结果与正常对照组(ND组)相比,高脂饮食组(HFD组)小鼠体质量明显增加,说明肥胖小鼠模型复制成功;此外,HFD组小鼠血糖、Lee’s指数和肩胛下脂肪组织脂肪细胞直径增加,UCP1、Prdm16、AMPK、PGC1α和Sirt1基因和蛋白表达降低;DHM可逆转HFD小鼠上述指标的改变,但DHM不影响正常小鼠这些指标。结论二氢杨梅素可能经激活AMPK-PGC1α-Sirt1信号通路促进高脂饮食诱导的肥胖小鼠肩胛下脂肪组织棕色化。

葛根芩连汤调控SIRT1/PGC1α/Nrf1信号通路改善追赶生长大鼠糖脂代谢紊乱

目的:探讨葛根芩连汤对高脂饮食诱导追赶生长(CUG)大鼠糖脂代谢的影响及机制。方法:60只SD大鼠随机分为正常组(18只)和追赶生长模型组(42只),采用限制饮食后开放高脂饮食的方式建立追赶生长大鼠模型,观察大鼠一般状况、体质量的变化,分别于第4周、第8周末各组抽取6只大鼠检测空腹血糖(FBG)、空腹血清胰岛素(FINS)、甘油三脂(TG)、总胆固醇(TC)水平,并计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),评估CUG大鼠胰岛素敏感性及体成分的改变。造模成功后,分别给予葛根芩连汤和吡格列酮干预6周,实验分为6组:正常组、模型组、葛根芩连汤低、中、高剂量组(2.5、5、10 g·kg^(-1))、吡格列酮组(3.125 mg·kg^(-1)),正常组和模型组给予等量生理盐水灌胃。实验过程中,记录大鼠体质量的变化,于实验结束时检测FBG、FINS、TG、TC水平,计算HOMA-IR指数;苏木素-伊红(HE)染色观察大鼠骨骼肌组织病理学改变;严格按照试剂盒所示方法检测骨骼肌活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)水平;实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测骨骼肌沉默信息调节因子1(SIRT1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂1α(PGC1α)、核因子E_2相关因子1(Nrf1)m RNA的表达;免疫组化法及蛋白免疫印迹法(Western blot)检测骨骼肌SIRT1、PGC1α、Nrf1蛋白的表达。结果:与正常组比较,模型组大鼠FBG有所升高,FINS、HOMA-IR显著升高(P<0.01);血清TG、TC水平明显升高(P<0.05,P<0.01);大鼠骨骼肌组织肌纤维直径显著增加,肌细胞间的脂肪细胞明显增加;骨骼肌ROS、MDA水平显著升高(P<0.01);SIRT1、PGC1α、Nrf1 m RNA及蛋白表达明显下降(P<0.05,P<0.01)。与模型组比较,葛根芩连汤各剂量组及吡格列酮组大鼠的体质量、FINS、HOMA-IR、TG水平显著降低(P<0.05,P<0.01),以葛根芩连汤中、高剂量组和吡格列酮组变化最明显;骨骼肌肌间脂肪等间质成分明显减少,肌纤维直径变窄;骨骼肌ROS、MDA水平明显降低(P<0.05,P<0.01);SIRT1、PGC1α、Nrf1 m RNA及蛋白表达均有不同程度升高(P<0.05,P<0.01)。结论:葛根芩连汤可以改善CUG大鼠糖脂代谢紊乱,改善IR,其机制可能与调控SIRT1/PGC1α/Nrf1信号通路有关。

基于APELIN-PGC1α-UCP1信号通路探讨黄精黄芪复方抑制肺癌进展的作用机制

目的:探讨黄精黄芪复方抑制肺癌进展的作用机制。方法:采用CCK-8法检测不同浓度黄精黄芪复方处理下人肺癌A549和H1299细胞的增殖抑制率并计算黄精黄芪复方的半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC_(50));用携带Cre酶的腺病毒对C57BL/6小鼠(基因型:KRAS^(G12D/+);TP53^(flox/flox))滴鼻1次,构建原发性肺癌小鼠模型,予以黄精黄芪饲料喂养以直接检测黄精黄芪复方在体内对肺癌组织的作用,采用免疫组织化学染色法检测小鼠肺组织的病理进展;生物信息学分析提示黄精黄芪复方通过爱帕琳肽(apelin)-过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂1-alpha(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha,PGC1α)-解偶联蛋白1(mitochondrial brown fat uncoupling protein 1,UCP1)信号通路影响肺癌进展;采用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法检测黄精黄芪复方对A549和H1299细胞中apelin-PGC1α-UCP1信号通路相关基因mRNA和蛋白的表达水平的影响;分别采用ATP检测试剂盒和流式细胞术检测黄精黄芪复方对A549和H1299细胞ATP总产量及线粒体活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成的影响;采用siUCP1沉默UCP1表达,用2160诱导UCP1过表达,并检测A549和H1299细胞ATP总产量及线粒体ROS的变化,以进一步验证黄精黄芪复方是否通过apelin-PGC1α-UCP1信号通路影响肺癌进展。结果:黄精黄芪复方可明显抑制A549和H1299细胞的增殖,IC_(50)分别为10.66 mg/mL和9.66 mg/mL;在小鼠肺原位癌模型中,黄精黄芪复方可明显抑制肿瘤的生长,并下调apelin-PGC1α-UCP1信号通路,抑制促肺癌基因UCP1的表达;在A549和H1299细胞中黄精黄芪复方能显著抑制apelin、PGC1α和UCP1的表达(P<0.05)、促进ATP合成(P<0.0001)和ROS产生并恢复线粒体氧化磷酸化,抑制有氧糖酵解(P<0.01);沉默UCP1能增加A549和H1299细胞的ATP合成(P<0.01)和线粒体ROS产生,并降低有氧糖酵解关键酶己糖激酶2(hexokinase 2,HK2)和肌肉丙酮酸激酶同工酶2(pyruvate kinase isozyme type M2,PKM2)的蛋白表达水平(P<0.05);而增加UCP1表达能减少细胞内ATP合成(P<0.01)及线粒体ROS的产生,并增加HK2和PKM2蛋白的表达水平(P<0.05),用黄精黄芪复方处理细胞的同时予以Z160干预(PA+Z160)可著逆转黄精黄芪复方复方对肿瘤细胞ATP产生及有氧糖酵解的抑制作用(P<0.05)。结论:黄精黄芪复方通过下调apelin-PGC1α-UCP1信号通路,抑制线粒体解偶联,恢复线粒体氧化磷酸化,抑制有氧糖酵解,逆转Warburg效应,从而抑制肺癌进展。

灯盏花乙素通过PPARγ-PGC1α-UCP1通路改善小鼠肥胖作用及机制

目的探究灯盏花乙素对肥胖小鼠的干预作用及可能的分子机制,为肥胖的治疗提供借鉴。方法采用高脂膳食构建小鼠肥胖模型,并采用灯盏花乙素(400 mg·kg^(-1))干预8周,测定各组小鼠肥胖相关指标,包括体质量变化、脂肪组织质量、血脂指标[总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)]等;采用苏木精-伊红(HE)染色法分析脂肪组织形态的改变;分别采用免疫荧光方法、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)及Westernblotting法检测脂肪组织中脂质代谢相关基因[过氧化酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、PPARγ共激活因子1α(PGC1α)与解偶联蛋白1(UCP1)]、蛋白(PPARγ、PGC1α及UCP-1)表达水平的变化。结果结果显示,灯盏花乙素干预可显著降低高脂喂养小鼠的体质量及脂肪组织质量(P<0.05、0.01);另外,灯盏花乙素可改善血脂指标——TC、TG、LDL-C及HDL-C;组织病理学结果显示,灯盏花乙素可以减轻脂肪组织中的脂质沉积。进一步qRT-PCR结果显示,灯盏花乙素极显著提高肥胖小鼠脂肪组织中PPARγ的mRNA表达水平(P<0.05),同时还能升高PGC1α与UCP1的mRNA表达水平,差异具有极显著性(P<0.01)。Western blotting结果则进一步验证了灯盏花乙素能显著提高高脂喂养小鼠脂肪组织PPARγ、PGC1α以及UCP1的蛋白表达水平(P<0.05)。结论灯盏花乙素可以改善高脂喂养小鼠肥胖,该作用可能与激活PPARγ-PGC1α-UCP1信号通路,调节脂肪组织的能量代谢有关。