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第一部分NRF2敲除促进高脂诱导的肥胖及相关并发症目的:初步探索NRF2敲除与肥胖及相关并发症的关系方法:选取40只8周龄野生（WT）及核因子红细胞2相关因子2（Nrf2）全身敲除(Nrf2-/-)雄性小鼠,随机分成普食野生组（ND-WT）、普食敲除组(ND-Nrf2-/-)、高脂野生组（HFD-WT）和高脂敲除组(HFD-Nrf2-/-),每组10只。分别予以普通饲料（ND）及高脂饲料（HFD）喂养12周。称量小鼠体重、计算脂体比。HE染色评估脂肪细胞大小。IPGTT、IPITT实验了解糖耐量和胰岛素耐量。测量摄食量及肛温。能量代谢评估系统（CLAMS）分析活动量、氧气消耗量（VO2）、二氧化碳产生量（VCO2）、能量消耗（EE）及呼吸商（RER）。实时定量PCR技术（qPCR）检测腹股沟皮下白色脂肪组织（iWAT）中解偶联蛋白1（Ucp1）的mRNA表达。另一个体内实验中,选取20周龄的普食野生（ND-WT,n=3）、高脂野生型（8周龄开始HFD造模12周,HFD-WT,n=3）、普食db/db雄性小鼠（ND-db/db,n=3）,qPCR检测iWAT中Nrf2的mRNA表达;蛋白免疫印迹（WB）检测iWAT中NRF2蛋白表达情况。结果:与HFD-WT组小鼠相比,HFD-Nrf2-/-组的体重显著增加（p<0.01）。与ND-WT小鼠相比较,HFD-WT小鼠及ND-db/db小鼠iWAT中Nrf2的mRNA表达水平显著下降（p<0.05或p<0.01）,NRF2蛋白表达水平也降低了。与HFD-WT小鼠相比,HFD-Nrf2-/-小鼠白色脂肪脂体比显著增加（p<0.01）,iWAT脂肪细胞更大。与HFD-WT小鼠相比,HFD-Nrf2-/-小鼠IPGTT与IPITT多个时间点的血糖值均明显升高（p<0.01）。与HFD-WT小鼠相比,HFD-Nrf2-/-小鼠的肛温、VO2、VCO2及EE都是显著降低的（p<0.05或p<0.01）,而摄食量、活动量及RER无明显差异。与HFD-WT小鼠相比,HFD-Nrf2-/-小鼠iWAT中Ucp1的mRNA表达水平明显减少（p<0.05）。结论:HFD诱导性及db/db肥胖小鼠iWAT中NRF2表达受到抑制。NRF2缺失加剧HFD诱导的糖代谢异常。NRF2敲除加剧HFD诱导的肥胖,这可能源于能量消耗降低及白色脂肪组织棕色化受抑制。第二部分NRF2促进白色脂肪棕色化目的:明确NRF2在促进白色脂肪棕色化中的作用。方法:选取32只8周龄WT及Nrf2-/-雄性小鼠,随机分成室温野生组（RT-WT）,冷刺激野生组（CR-WT）,室温敲除组(RT-Nrf2-/-),冷刺激敲除组(CR-Nrf2-/-),每组8只。称量体重、计算脂体比。HE染色评估脂肪细胞大小。测量摄食、肛温。q PCR检测i WAT中Ucp1、Pgc-1α、Prdm16及其他白色向棕色脂肪转化相关基因的mRNA表达。另一个实验中,选取20只8周龄WT及Nrf2-/-雄性小鼠,随机分成生理盐水注射野生组（Saline-WT）、异丙肾上腺素注射野生组（ISO-WT）、生理盐水注射敲除组(Saline-Nrf2-/-),异丙肾上腺素注射敲除组(ISO-Nrf2-/-),每组5只。HE染色评估脂肪细胞大小;q PCR检测i WAT中Ucp1、Pgc-1α、Prdm16等基因的mRNA表达。培养8周龄WT和Nrf2-/-雄性小鼠i WAT来源的间质血管成分（SVF）,棕色化诱导成熟后,q PCR检测脂肪细胞中Ucp1、Pgc-1α、Prdm16等基因的mRNA表达。结果:与CR-Nrf2-/-组相比,CR-WT组的体重、白色脂肪脂体比都显著降低（p<0.05或p<0.01）,i WAT脂肪细胞更小。与CR-WT组相比,CR-Nrf2-/-组的肛温是显著降低的（p<0.05或p<0.01）,而摄食量无明显差异。与CR-Nrf2-/-组相比,CR-WT组小鼠i WAT中Ucp1、Pgc-1α、Prdm16等棕色化基因的mRNA表达水平明显升高（p<0.01）。与ISO-Nrf2-/-组相比,ISO-WT组小鼠i WAT脂肪细胞变小,i WAT中Ucp1、Pgc-1α及Prdm16基因的mRNA表达水平显著增加（p<0.05或p<0.01）。与Nrf2-/-组相比,WT组脂肪细胞中Ucp1、Pgc-1α、Prdm16等基因的mRNA表达明显升高（p<0.05或p<0.01）。结论:体内实验显示:NRF2抑制了寒冷环境下体重的增加,促进了寒冷及ISO刺激诱导的白色脂肪棕色化。体外实验显示:NRF2促进白色脂肪细胞棕色化。第三部分NRF2调控白色脂肪棕色化的机制目的:探究NRF2促进白色脂肪棕色化的机制方法:培养8周龄WT和Nrf2-/-小鼠i WAT来源的SVF,棕色化诱导及棕榈酸（PA）干预后,油红O染色检测脂肪细胞中脂滴的大小,q PCR、WB及免疫荧光染色（IF）检测脂肪细胞中Nrf2及Ucp1等基因的mRNA和蛋白表达。培养8周龄的WT和解偶联蛋白1全身敲除型(Ucp1-/-)小鼠i WAT来源的SVF,棕色化诱导及PA干预后,检测脂肪细胞中脂滴大小。培养WT和Ucp1-/-小鼠i WAT来源的SVF,先转染Nrf2过表达慢病毒（Lv-Nrf2）,再予以棕色化诱导及PA干预,油红O染色检测脂肪细胞脂滴大小,q PCR、WB及IF检测细胞中Nrf2和Ucp1基因的mRNA和蛋白表达水平。WT和Nrf2-/-小鼠经冷刺激及ISO注射后,q PCR及WB检测i WAT中Nrf2、Sirt3及Ucp1基因的mRNA和蛋白表达水平。培养8周龄WT和NAD+依赖性的组蛋白去乙酰化酶家族成员3（Sirt3）全身敲除型(Sirt3-/-)小鼠i WAT来源的SVF,先转染Lv-Nrf2,再予以棕色化诱导,q PCR、WB及IF检测细胞中Nrf2、Sirt3及Ucp1基因的mRNA和蛋白表达水平。培养WT和Nrf2-/-小鼠i WAT来源的SVF,先转染Sirt3过表达慢病毒（Lv-Sirt3）,再予以棕色化诱导,q PCR、WB及IF检测细胞中Nrf2、Sirt3及Ucp1基因的mRNA和蛋白表达水平。结果:PA干预抑制了WT组脂肪细胞中Nrf2和Ucp1基因的mRNA（p<0.05或p<0.01）及蛋白的表达。NRF2缺失加剧了PA诱导的脂肪细胞内脂质累积,同时抑制了Ucp1等基因的mRNA（p<0.01）及蛋白的表达。UCP1敲除加剧了PA诱导的脂肪细胞内脂质累积。NRF2过表达可以抑制PA诱导的WT组脂肪细胞中脂质累积,但这个效应却不存在于PA干预的Ucp1-/-组中。寒冷及ISO刺激促进WT小鼠i WAT中Nrf2、Sirt3及Ucp1基因的mRNA（p<0.01）和蛋白的表达。与WT组小鼠相比,寒冷及ISO刺激后,Nrf2-/-小鼠i WAT组织中的Sirt3及Ucp1基因的mRNA表达水平明显减少（p<0.01）,蛋白水平也是降低的。与WT+Con组脂肪细胞相比,WT+Lv-Nrf2组脂肪细胞中Nrf2、Sirt3和Ucp1基因的mRNA表达的显著增加（p<0.01）,蛋白表达亦增加。与Sirt3-/-+Con组脂肪细胞相比,Sirt3-/-+Lv-Nrf2组脂肪细胞的Nrf2基因的mRNA（p<0.01）和蛋白都增加了,Sirt3基因的mRNA和蛋白均难以检测到,Ucp1基因的mRNA表达略有增加（p<0.01）。与WT+Lv-Nrf2组脂肪细胞相比,Sirt3-/-+Lv-Nrf2组脂肪细胞Ucp1基因的mRNA（p<0.01）和蛋白表达水平均明显降低了。与WT+Con组脂肪细胞相比,WT+Lv-Sirt3组脂肪细胞中Sirt3和Ucp1基因的mRNA表达的显著增加（p<0.01）,蛋白表达亦增加;与Nrf2-/-+Con组相比,Nrf2-/-+Lv-Sirt3组脂肪细胞的Sirt3和Ucp1基因的mRNA表达显著增加（p<0.01）,蛋白表达亦明显增加。结论:PA干预抑制了WT脂肪细胞中NRF2的表达。NRF2敲除加重了PA诱导脂肪细胞内脂质聚集。NRF2抑制PA诱导的脂肪细胞内脂质累积需要UCP1的存在。NRF2可以部分通过SIRT3通路调控白色脂肪棕色化,进而影响脂质在脂肪细胞内的聚集,但也存在其他的信号通路。