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研究目的:本文基于前期蛋白质组学研究,筛选肝脏中与脂代谢高关联差异表达的基因。通过实验研究低氧环境、常氧训练和低氧训练三种不同干预方式对营养型肥胖大鼠肝脏组织中Fabp4、Acaa1b和Lyplal1表达及血清外泌体分泌的影响,求证脂代谢信号通路的“信号”是否被外泌体激活,探讨低氧训练诱导外泌体调控脂代谢的分子机制,为完善低氧训练调控脂代谢理论,以及利用非医疗性方法治疗肥胖及其并发症提供理论和实验依据。研究方法:70只3周龄雌性SD大鼠,建立普食对照组(n=10,普通饲料喂养8周)和营养型肥胖大鼠模型组(n=60,高脂饲料喂养8周)。在50只营养型肥胖大鼠模型中,随机抽取40只大鼠分为4组:安静对照组(C组,n=10),低氧安静组(H组,n=10),常氧训练组(CE组,n=10),低氧训练组(HE组,n=10),进行4周干预。测量大鼠体重、体长和肾周脂肪重量;并使用血脂生化检测试剂盒检测大鼠血清中TG、TC、LDL-C以及HDL-C水平;采用RT-PCR检测肝脏组织中Fabp4、Acaa1b、Lyplal1 mRNA表达变化情况;采用WB检测肝脏组织中Fabp4、Acaa1b、Lyplal1蛋白表达变化情况;最后提取血清外泌体,利用蛋白质组学技术求证脂代谢信号通路的“信号”是否被外泌体激活。研究结果:(1)与C组相比,H组、CE组和HE组Lee’s指数、体脂比、血清TC、TG极显著降低(P<0.01);H组血清LDL-C显著降低(P<0.05),CE组和HE组血清LDL-C极显著降低(P<0.01);H组HDL-C显著升高(P<0.05),CE组和HE组HDL-C极显著升高(P<0.01);CE组体重显著降低(P<0.05),HE组体重极显著降低(P<0.01)。(2)与C组相比,H组Fabp4和Acaa1b mRNA和蛋白表达均显著升高(P<0.05),Lyplal1 mRNA表达显著升高(P<0.05),Lyplal1蛋白表达极显著升高(P<0.01);CE组Fabp4 mRNA表达显著升高(P<0.05),Acaa1b和Lyplal1 mRNA表达极显著升高(P<0.01);Fabp4和Acaa1b蛋白表达显著升高(P<0.05),Lyplal1蛋白表达极显著升高(P<0.01);HE组Fabp4、Acaa1b和Lyplal1 mRNA和蛋白表达均极显著升高(P<0.01)。(3)与H组相比,HE组TC和LDL-C显著降低(P<0.05),Acaa1b mRNA表达显著升高(P<0.05),HDL-C、Fabp4 mRNA和Acaa1b蛋白表达极显著升高(P<0.01);与CE组相比,HE组体脂比和TC显著降低(P<0.05),Fabp4和Acaa1b mRNA表达显著升高(P<0.05),Acaa1b蛋白表达显著升高(P<0.05)。(4)通过TEM电镜(200nm和100nm)清晰的观察到四组中外泌体胞外囊泡样结构,并外泌体WB验证成功;蛋白浓度测量结果显示:低氧环境和低氧训练对外泌体蛋白质含量有显著影响(P<0.05)。(5)Label-free共鉴定出616个蛋白,4组之间的差异蛋白有69个(P<0.05);两两组间比较发现C与H、C与CE、C与HE、H与CE、H与HE、CE与HE之间的差异蛋白分别有22、8、17、14、7和23个,各组间上调蛋白分别有11、7、10、12、5和8个,下调蛋白分别有11、1、7、2、2和15个。(6)两两组间显著富集GO分析发现,C与H、C与CE、C与HE、H与CE、H与HE、CE与HE之间关于脂代谢的GO term分别有2、8、7、4、13和9个。(7)两两组间显著富集KEGG分析发现,脂代谢显著相关通路共7个,分别是:Galactose metabolism(关键蛋白:AKR1B和PFKA)、Fat digestion and absorption(关键蛋白:APOA-1和APOB-48)、Cholesterol metabolism(关键蛋白:APOA-1、APOB-100和PCSK9)、Glycerolipid metabolism(关键蛋白:ALDH、AKR1B和LPL)、Starch and sucrose metabolism(关键蛋白:PYG和GLGP)、PI3K-Akt signaling pathway(关键蛋白:VWF、CD41、Thbs1、MSFL和KCIP-1)以及Fructose and mannose metabolism(关键蛋白:AKR1B、PFKA和ALDO)。研究结论:(1)低氧环境、常氧训练和低氧训练均可以显著提高Fabp4、Acaa1b和Lyplal1mRNA和蛋白的表达,表明RT-PCR和Western Blot验证和前期蛋白质组学结果一致,其中低氧训练效果相对较好;低氧训练通过促进营养性肥胖大鼠肝脏Fabp4、Acaa1b和Lyplal1蛋白的表达,从而促进了脂肪酸氧化,最终改善了脂代谢。(2)经过三种不同干预方式后,发现营养型肥胖大鼠血清外泌体显著与脂代谢显著相关的信号通路共有7条,其中低氧训练显著干预4条通路:脂肪的消化吸收通路(关键蛋白:VWF、CD41、Thbs1、MSFL和KCIP-1)、胆固醇代谢通路(关键蛋白:AKR1B、PFKA和ALDO)、PI3K-Akt信号通路(关键蛋白:APOA-1和APOB-48)和果糖和甘露糖代谢通路(关键蛋白:APOA-1、APOB-100和PCSK9),表明一些关于脂代谢信号通路的“信号”是通过外泌体来激活的。