本文来源:程经纬, 柳杨青, 汪艳芳. 肌肉生长抑制素基因敲除对2型糖尿病小鼠白色脂肪棕色化及相关基因表达的影响研究[J]. 中国全科医学, 2022, 25(21): 2610-2617.
肌肉生长抑制素(Mstn)是一种在骨骼肌中高度表达的转化生长因子β超家族成员,也被称作生长分化因子8。它不仅对肌肉生长和分化具有负调节作用,还在脂代谢调控中发挥作用。有研究显示,Mstn可抑制前体脂肪细胞的分化,特异性敲除Mstn基因后,小鼠的脂肪量减少,肌肉量增加。本研究旨在探究Mstn对2型糖尿病(T2DM)小鼠白色脂肪棕色化及相关基因表达的影响。
本研究采用了SPF级C57BL/6N小鼠,包括野生型(WT)小鼠、杂合型Mstn基因敲除(Mstn(+/-))小鼠和纯合型Mstn基因敲除(Mstn(-/-))小鼠。所有小鼠均为雄性,6周龄,由赛业生物科技有限公司提供。所有实验过程均遵循河南大学实验动物伦理规定,符合3R原则。实验时间为2019年1月至2020年1月。
本研究采用了多种设备和试剂,包括全自动生化分析仪、酶标仪、脱水机、包埋机、病理切片机、光学显微镜及成像系统、脱色摇床、电泳仪等。同时,使用了链脲佐菌素(STZ)、游离脂肪酸(FFA)酶联免疫试剂盒、PPAR-γ、PGC-1α、UCP1、CD137多克隆抗体等。
本研究旨在探究白色脂肪向棕色脂肪转化的调控机制,进而为治疗肥胖及T2DM等代谢性疾病提供新策略和新靶点。通过构建T2DM小鼠模型,并探究Mstn对白色脂肪棕色化的影响,研究发现抑制Mstn基因表达可上调白色脂肪棕色化相关基因表达,促进T2DM白色脂肪棕色化,改善肥胖。
将小鼠随机分为WT组、WT+DM组,Mstn(+/-)组、Mstn(+/-)+DM组,Mstn(-/-)组、Mstn(-/-)+DM组,每组6只。各组小鼠分别接受普通饮食或高脂饮食,并给予STZ诱导构建T2DM模型。普通饮食与高脂饮食分别包含不同的热量、糖类、脂肪和蛋白质比例。
使用电子秤测定小鼠体质量,卷尺测定体长,并计算Lee's指数。
通过全自动生化分析仪和酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清中各项指标的水平。
取出小鼠的白色和棕色脂肪组织,并称其湿重,计算白棕比和脂肪指数。
使用苏木精-伊红(HE)染色法观察脂肪组织形态,并通过图像分析软件分析。
使用Western-blotting法检测蛋白表达水平,并通过图像分析软件分析。
使用SPSS 22.0软件进行统计学分析,采用单因素方差分析和LSD-t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
所有T2DM小鼠模型均构建成功,且各组小鼠在体质量、体长、Lee's指数、白棕比、脂肪指数等方面存在显著差异。
各组小鼠在血清TG、TC、LDL-C、HDL-C、FFA水平方面存在显著差异。
各组小鼠的白色和棕色脂肪细胞形态存在明显差异,特别是Mstn(-/-)组与WT组之间的对比。
各组小鼠的白色脂肪PPAR-γ、PGC-1α、UCP1、CD137蛋白相对表达量存在显著差异。
各组小鼠的棕色脂肪PPAR-γ、PGC-1α、UCP1、CD137蛋白相对表达量同样存在显著差异。
本研究发现,Mstn基因敲除可明显拮抗T2DM引起的脂肪堆积、脂代谢紊乱等肥胖表型,并促进白色脂肪棕色化。这可能与Mstn抑制前体脂肪细胞分化、增加能量利用有关。此外,抑制Mstn表达还可上调棕色和米色脂肪标志性基因的表达,从而增加机体产热,促进白色脂肪消耗,减轻肥胖。这一发现为T2DM、肥胖等代谢性疾病的防治提供了新的理论依据。
然而,本研究样本量较小,且未进行下游分子机制的研究,因此结论有一定局限性。未来研究可进一步探讨Mstn参与白色脂肪棕色化的具体机制。
本文无利益冲突。
参考文献略。
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