CYP1B1基因敲除在抑制高脂膳食诱导的肥胖中的作用
作者单位：武汉大学公共卫生学院营养与食品卫生教研室 威斯康星大学医学与公共卫生学院药理与毒理教研室
会议名称：《中国营养学会第十次全国营养学术会议暨第七届会员代表大会》
会议日期：2008年
学科分类：1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 100403[医学-营养与食品卫生学] 10[医学]
摘 要：背景与目的肥胖是Ⅱ型糖尿病、心血管病、高血压、中风和多种癌症的高危因素,随着肥胖的全球性流行,对其发生机制的深入研究并最终为肥胖及其相关疾病的防治提供新靶标成为这一领域的重点。本文利用 CYP1B1基因敲除小鼠,研究高脂肪膳食下 CYP1B1在肝脏脂肪代谢中的作用并探讨其可能机制。方法 CYP1B1基因敲除小鼠(KO)由美国 NIH 赠送,C57BL/6J 野生型小鼠(WT)购自杰克逊实验室,各20只。WT 和 KO 雄性小鼠随机分为高(HFD)、低(LFD)脂肪膳食组,即 KO-LFD、 WT-LFD、KO-HFD 和 WT-HFD,每组10只。在小鼠断奶后开始喂养,共11周,每三天换食物及称量体重。实验结束后以 CO2麻醉断头处死,取附睾脂肪组织测定各项指标。结果整体指标显示,KO-HDF 小鼠的体脂分布,体重增量(22.1±1.16 g)和附睾脂肪组织重量(1.04±0.20 g)均显着低于 WT-HFD(分别为29.4±0.87 g,2.37±0.10g)。组化结果显示基因敲除小鼠其脂肪细胞体积明显小于野生型小鼠。血清学指标表明,CYP1B1基因缺失小鼠其肝脏脂肪含量明显降低(KO-HDF 11.8±5.2 vs WT-HFD 25.0±5.6μg/g);低、高脂膳食组 CYP1B1基因敲除小鼠血糖浓度(101±14,106±15 mg/dL)均显着低于相对应的野生型小鼠(159±36,210±27 mg/dL),并抑制高脂膳食对血清胰岛素水平诱导(KO-HDF 1.6±0.6 vs WT-HFD 6.3±5.1 μg/l)。鉴于肝脏在脂肪代谢中的关键作用,我们利用实时定量 RT-PCR 测量 CYP1B1敲除对肝脏基因表达的影响。通过对肝脏中控制脂肪形成(PPARg,CD36,PPARa,SREBP1c 等)、转运(GLUT4,FABP1 等)和脂肪酸代谢(SCD-1,FAS,CPT1a,UCP2,GPAT 等)关键基因表达进行分析,同时利用免疫印迹对 AMPK 的活化状态进行检测。结果表明,CYP1B1敲除可显着抑制 PPARg 与 CD36的表达,并进一步抑制高脂膳食对其的诱导:肝脏中控制脂肪合成的基因如 FAS,SCD-1,Crat 等表达下降;而肝脏中控制脂肪酸氧化的基因如 CPT1a,UCP-2表达显着上升。AMP 蛋白激酶(AMPK)是机体能量状态的探测器,主要通过影响其下游基因的表达发挥作用,如上调 GLUT4和线粒体基因,下调肝脏脂肪酸合成和糖异生的基因表达等。对肝脏 AMPK 免疫印迹结果显示,CYP1B1的敲除可激活 AMPK 的磷酸化,表明 AMPK 可能是 CYP1B1基因敲除抑制机体脂肪堆积的调节器。结论 CYP1B1基因敲除对高脂膳食诱导的肥胖有抵抗作用,并改善肥胖相关的胰岛素抵抗: 而这种保护作用可能是通过 AMPK 的活化,调节机体对脂肪形成及脂肪酸氧化代谢相关基因表达来实现的。