TLR2在孕期炎症刺激致子代小鼠高脂血症中的作用及机制初探

来源 :中国人民解放军陆军军医大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lhwgppp
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随生活质量的提升,中国人群的血脂异常患病率逐年增加。据统计数据显示2012年中国成年人各种血脂异常患病率总计达40.4%。我国的血脂异常主要表现为低高密度脂蛋白胆固醇血症、高甘油三酯血症及高胆固醇血症。高脂血症的发病率已超过30%,这一患病趋势如不加以遏制将会导致极大的心血管健康风险。除遗传因素会导致高脂血症外,肥胖等干扰血脂与脂蛋白代谢的潜在疾病也会引起高脂血症发生。提示除了正确使用降脂药物对症治疗外,通过降低引发高脂血症相关疾病的风险这一思路以预防与治疗高脂血症也值得关注。全球范围内肥胖的患者不断增多,据预测全球男性肥胖患病率将在2025年达到18%,女性肥胖患病率将达到21%。代谢健康个体能量摄入和消耗始终保持稳态平衡。该平衡一旦打破,特别是长期能量摄入大于能量消耗将会导致体重增加与肥胖。研究显示肥胖与高血脂症、冠心病、心衰、高血压、脑血管疾病和心脏猝死等诸多心血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)有关。肥胖的发病机制已证实与遗传学?表观遗传?饮食结构和生活方式等多种因素有关。现有的肥胖的治疗方式通常为控制饮食,药物减肥或外科治疗。在上述各种干预的情况下,全球肥胖发病率仍呈升高趋势,提示有未被发现的重要机制参与肥胖的发生发展。近年来流行病学和动物实验研究都表明,生命早期不良因素暴露是子代成年后罹患肥胖等代谢性疾病的重要因素。本课题组既往研究显示,孕期受脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)等炎症刺激可以导致子代大鼠与小鼠血脂异常、肥胖及血压升高;但孕期炎症刺激子代动物高脂血症的机制尚待进一步阐明。Toll样受体(Toll like receptor,TLRs)是模式识别受体中的一种,它不仅可以可识别LPS、脂蛋白、鞭毛蛋白和病毒核酸等外来信号,也可以识别宿主来源的内源性配体或自分子。其中TLR2与TLR4可以被也被游离脂肪酸(Free fatty acid,FFAs)激活。TLRs激活后募集诸如髓样分化因子88(Myeloid differentiation factor 88,Myd88)或β干扰素TIR结构域衔接蛋白(TIR-domain-containing adapter-inducing interferon-β,TRIF)等启动下游信号转导以参与炎症过程。据报道肥胖患者显示出TLR2与TLR4的表达升高,饮食诱导的高血脂模型中敲除TLR2可降低炎性细胞因子及血脂水平。这提示TLR2/TLR4与饮食诱导的血脂改变可能有关,但是TLR2与孕期炎症刺激致子代肥胖、高血脂的关系尚未见报道。为此,本研究对TLR2在孕期炎症刺激子代高血脂中的作用进行了观察,并对其初步机制进行了探讨。方法:1.动物配种C57BL/6野生型小鼠与同源TLR2敲除小鼠交配得到的杂合子后代饲养于SPF环境下。杂合子小鼠八周龄时按1雄2雌合笼配种,次日清晨检查筛选出有阴道栓的雌鼠于上述环境独立饲养并标记见栓第0.5天。2.孕鼠刺激待见雌鼠见栓第11天时称量体重,孕鼠分为两组,其中一组腹腔组注射生理盐水100μL,另一组根据体重以75μg/kg的剂量腹腔注射LPS溶液。注射后继续以上述环境独立饲养。3.饮食干预待上述各组孕鼠子代满四周龄,基因鉴定以确定其基因型并剔除杂合子后代,根据饲料类型分为pSaline、pLPS、TLR2-/-+pSaline、TLR2-/-+pLPS、pSaline+HFD、pLPS+HFD、TLR2-/-+pSaline+HFD?、TLR2-/-+pLPS+HFD共8组。其中HFD各组均以高脂肪饲料饲养,其余各组以标准实验饲料饲养。4.称重与样本收集小鼠称重,摘取眼球取血后脱颈椎处死动物,消毒后打开腹腔摘取附睾脂肪。称量总附睾脂肪重量。取少量脂肪浸没在多聚甲醛溶液中固定备用。5.相对脂肪系数计算与脂肪大小测定(1)脂肪系数=脂肪组织总重量g/小鼠体重g׉。按上述公式计算相对脂肪系数。(2)脂肪组织固定后,经历包埋?染色?脱水?透明?封片。最后在显微镜下观察脂肪细胞大小。6.Micro-CT法测定小鼠相对脂肪含量小鼠异氟烷麻醉后固定在固定于小动物断层扫描设备支持平台上,实验全程给与呼吸支持。使用软件Analyze 12.0(Analyzedirect)进行脂肪分析。7.糖耐量检测(Intraperitoneal Glucose Tolerance Test,IPGTT)各组小鼠十二周龄时进行糖耐量试验,各组小鼠进行禁食6小时后按2g/Kg的剂量腹腔注射配置好的无菌葡萄糖溶液,注射后记0 min并通过小鼠尾静脉方式取少量血液沾在血糖试纸上,通过血糖仪读取血糖值,而后注射后30 min?60 min?120 min分别重复上述血糖检测操作,计算曲线下面积(Area under curve,AUC)。8.胰岛素耐受检测(Intraperitoneal Insulin Tolerance Test,IPITT)各组小鼠实验前禁食6小时,然后按0.75 U/kg剂量腹腔注射胰岛素,注射胰岛素后记0 min并通过刀片切划伤小鼠尾静脉后沾少量血液沾在血糖试纸上,血糖仪读取血糖值,而后注射后30 min?60 min?120 min按照上述操作重复测量,计算空腹AUC。9.酶联免疫吸附(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定细胞因子血清中的IL-6与TNF-α浓度通过ELISA试剂盒测定。10.Western Blot电泳提取各组脂肪组织总蛋白并采用二辛可宁酸(Bicinchonininc acid,BCA)法蛋白定量。SDS-PAGE电泳分离样品中的蛋白。然后将蛋白转移到0.22μm PVDF膜上,转膜封闭后经历一抗和相应的二抗孵育。清洗数次后化学发光检测系统检测相应的信号。11.即时聚合酶链式反应(Real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)提取组织RNA后,按照cDNA试剂盒说明书将总RNA逆转录合成为cDNA。得到的DNA加入引物等混合后经过40个循环扩增。最终采用相对定量对目的基因表达差异进行分析。结果:1.TLR2敲除并不能改变LPS孕期炎症刺激导致的子代肥胖与胰岛素抵抗与对照组相比,从子代pLPS小鼠分离的脂肪组织中TLR2 mRNA水平显著升高。而两组间TLR4 mRNA水平保持不变。Western Blot分析显示TLR2在pLPS子代的脂肪组织中显著升高。pLPS组的体重与脂肪系数均显著高于pSaline组(P<0.001;P=0.002),TLR2-/-+pLPS的体重与脂肪系数也显著高于TLR2-/-+pSaline组。pLPS组的脂肪细胞大小与内脏脂肪显著高于pSaline组(P<0.001;P=0.036),TLR2-/-+pLPS的内脏脂肪也显著高于TLR2-/-+pSaline组(P<0.0001;P=0.040)。而各组间棕色脂肪与皮下脂肪并无显著性差异。pLPS组的糖耐量受损与胰岛素抵抗水平均著高于pSaline组(P=0.01;P=0.045),TLR2-/-+pLPS的糖耐量受损与胰岛素抵抗水平也显著高于TLR2-/-+pSaline组(P=0.035;P=0.038)。pLPS组的AKT与IRS的相对活化水平均显著高于pSaline组,而TLR2-/-+pLPS中仅AKT的相对活化水平显著高于TLR2-/-+pSaline组。2.TLR2敲除不能预防孕期炎症刺激合并高脂肪诱导的子代的肥胖和胰岛素抵抗。pLPS+HFD组体重与相对脂肪重量均显著高于pSaline+HFD组(P=0.031;P<0.001),TLR2-/-+pLPS+HFD组体重与相对脂肪重量均显著高于TLR2-/-+pSaline+HFD组(P=0.003;P<0.0001)。pLPS+HFD组糖耐量受损水平显著高于pSaline+HFD组(P=0.040),TLR2-/-+pLPS+HFD组糖耐量受损显著高于TLR2-/-+pSaline+HFD组(P=0.003)。3.TLR2敲除促进孕期炎症刺激子代患高脂血症。pLPS组血清中TCH、TG、HDL-c与LDL-c水平均显著高于pSaline组,TLR2-/-+pLPS中上述指标也显著高于TLR2-/-+pSaline组。TLR2-/-+pLPS+HFD组血清中TCH、TG、LDL-c水平均显著高于pLPS组(P=0.002;P=0.006;P=0.009)。4.TLR2敲除的孕期炎症刺激子代中TLR4被激活。与pLPS组和TLR2-/-组相比,TLR2-/-+pLPS组的TLR4 mRNA释放量显著增加,对于Myd88与IL-6的mRNA释放也显示出相同趋势。Western Blot检测也显示出了相同趋势。而Myd88活化水平和TRAF6的表达量均无显著性差异。5.HMGB-1在TLR2敲除的孕期炎症刺激子代中表达升高。与pLPS组和TLR2-/-组相比,TLR2-/-+pLPS组的HMGB-1 mRNA释放量显著增加。Western Blot检测也在pLPS组?TLR2-/-组和TLR2-/-+pLPS组显示出了相同HMGB-1表达趋势。6.VLDLR在敲除TLR2的孕期炎症刺激子代中表达。pLPS组的CETP相对表达量在Western Blot与PCR结果都显著低于pSaline组,TLR2-/-+pLPS的的CETP相对表达量在Western Blot与PCR结果也都显著高于TLR2-/-+pSaline组。Western Blot与PCR结果显示,孕期炎症刺激可以使野生型和TLR2敲除型小鼠VLDLR相对表达量显著性增加。而ABCG1与SR-BI的表达在各组间并无显著性差异。结论:1.TLR2敲除促进孕期炎症刺激子代患高脂血症。2.TLR2敲除不能阻止LPS孕期炎症刺激或孕期炎症刺激合并HFD导致的子代肥胖和胰岛素抵抗。3.TLR2敲除促进孕期炎症刺激子代患高脂血症的机制与TLR2敲除致TLR4、与HMGB-1表达显著升高有关。
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