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钙对小鼠脂质蓄积和分解的调节作用及其机制研究

作　者: 王丽
导　师: 孙超
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 动物学
关键词: 钙小鼠前体脂肪细胞脂质蓄积脂肪分解 p38 MAPK
分类号: S865.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

钙能够把细胞表面的信号传递给细胞内各过程,从而在动物的细胞里起着一种近乎全能离子信使的作用。体内外的大量研究提出钙有抗肥胖作用,但有些研究者在其他动物模型中却未发现钙的减重现象。p38 MAPK信号通路作为促分裂原活化的蛋白激酶信号通路三条主通路之一,近年来被认为与脂代谢密切相关,且众多研究显示p38 MAPK信号通路的激活与细胞内钙离子[Ca²⁺]i浓度变化之间存在直接联系。基于钙、p38 MAPK与脂代谢三者之间的交互关系,本试验旨在研究钙调节脂代谢的作用及机理,并尝试探讨钙信号,p38 MAPK信号通路调节脂代谢的潜在分子机制。主要研究结果如下:1.高脂饲喂小鼠日粮中添加钙显著减少小鼠增重（P<0.01）,并且降低血清TG和TC水平,提高HDL-C水平,同时伴随着脂肪组织和肝脏减重。试验结果证实了钙的抗肥胖作用,且与低浓度钙添加（1.4%）日粮相比,饲喂高浓度钙添加（2.8%）日粮后,对小鼠的减重和降血脂效果更好。此外,钙补充提高了血清和组织中的钙含量,却降低了脂肪酶活性。检测脂代谢相关基因表达发现,钙饲喂降低脂质合成相关基因PPARγ和C/EBPαmRNA表达的同时提高了脂解基因HSL和TGH mRNA表达。说明膳食钙的抗肥胖作用可能是通过阻滞脂肪吸收,抑制脂肪合成,促进脂肪分解实现的。同时发现钙拮抗剂Nifedipine对钙的减重效果有阻滞作用。2.为探讨钙信号、p38 MAPK信号通路与脂代谢三者间相互作用的机理,以小鼠前体脂肪细胞为研究对象,选择一对与细胞外钙摄入有关的L型钙通道阻滞剂和激动剂,一对与细胞内钙库释放有关的RyR阻滞剂和激动剂,以及p38 MAPK抑制剂SB203580,在补充细胞外钙([Ca²⁺]e)的条件下处理前体脂肪细胞,观察到[Ca²⁺]e减少胞内脂质蓄积的作用,以及SB203580对脂合成的促进效果。同时在细胞水平上也发现了钙对脂质合成基因表达的抑制,和对脂解相关基因的表达的促进。测定细胞内钙([Ca²⁺]i)则发现p38 MAPK信号通路可能通过改变[Ca²⁺]i浓度而发挥作用。此外,还发现[Ca²⁺]e、钙通路阻滞剂和激动剂都可以改变p38MAPK信号通路上游激活物MKK6和下游作用底物MAPKAPK2基因的表达水平。检测钙通道相关受体基因表达情况,发现CaSR并非钙信号的靶基因,但是[Ca²⁺]e和SB203580同时处理引起VDR表达水平的提高（P<0.01）。提示[Ca²⁺]e通过影响MKK6和MAPKAPK2表达水平而与p38 MAPK信号通路相关,而p38 MAPK抑制剂SB203580则可能通过改变[Ca²⁺]i浓度和VDR表达来调节钙信号。3.不补充细胞外钙[Ca²⁺]e的条件下,仍用上述试剂处理小鼠前体脂肪细胞,发现钙通道阻滞剂Nifedipine和钌红增加了胞内脂质含量,显著提高了前体脂肪细胞分化标志基因LPL和FAS mRNA表达;钙通道激动剂Bay K8644和咖啡因则减少了胞内脂质,明显降低了PPARγmRNA表达,同时发现钙信号因其不同来源而作用效果有差异。SB203580则使PPARγ、FAS和LPL mRNA表达下降。虽然在前体脂肪细胞中没有检测到CaSR的表达,但是Ca²⁺激动剂组（P<0.01）和SB组（P<0.05）VDR mRNA表达水平降低。MKK6和MAPKAPK2在Ca²⁺阻滞剂组中的表达均上调（P<0.01）,但在Ca²⁺激动剂组和SB组中的表达则下降（P<0.01）。结果再次证实了钙对脂质蓄积的抑制作用,以及钙信号可能通过MKK6和MAPKAPK2影响p38 MAPK信号通路,而p38 MAPK信号通路则改变VDR表达水平来调控钙信号。提示p38 MAPK信号通路参与钙信号介导的小鼠前体脂肪细胞分化和脂质蓄积。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
文献综述  11-21
  第一章钙与肥胖  11-16
    1.1 钙摄入与肥胖  11-12
    1.2 钙影响肥胖的机制  12-16
      1.2.1 钙摄入与脂肪吸收的关系  12-13
      1.2.2 钙摄入与细胞内钙[Ca~(2+)]_i 的关系  13
      1.2.3 钙摄入与相关基因表达水平的关系  13-16
  第二章 P38 MAPK 信号通路与脂肪细胞分化  16-19
    2.1 P38 MAPK 信号通路简述  16
      2.1.1 p38 MAPK 的结构和种类  16
      2.1.2 p38MAPK 的功能  16
    2.2 P38MAPK 与脂肪细胞分化  16-17
      2.2.1 p38 MAPK 对成脂分化的正调控作用  17
      2.2.2 p38 MAPK 对成脂分化的负调控作用  17
    2.3 P38MAPK 的信号调节  17-19
  第三章胞内钙信号与P38 MAPK 信号通路的关系  19-21
    3.1 胞内钙信号  19-20
      3.1.1 质膜钙通道与外钙内流  19
      3.1.2 胞内钙库与内钙释放  19-20
    3.2 胞内CA~(2+)与P38 MAPK 信号通路  20-21
      3.2.1 Ca~(2+)内流和p38 MAPK 激活  20
      3.2.2 p38 MAPK 抑制剂SB 203580 影响Ca~(2+)浓度  20-21
试验研究  21-49
  前言  21-22
  第四章膳食钙对高脂饲喂小鼠肥胖水平的影响  22-33
    4.1 材料与方法  22-24
      4.1.1 材料  22
      4.1.2 方法  22-24
      4.1.3 数据统计  24
    4.2 结果与分析  24-31
      4.2.1 增重、摄食量和组织重  24-27
      4.2.2 血清TG、TC 和HDL-C 水平  27
      4.2.3 脂肪酶活性  27-28
      4.2.4 血清和组织钙含量  28
      4.2.5 脂质合成相关基因mRNA 相对表达水平  28-29
      4.2.6 脂解相关基因mRNA 相对表达水平  29-30
      4.2.7 钙通道相关受体基因mRNA 相对表达水平  30-31
    4.3 讨论  31-33
  第五章细胞外钙对小鼠前体脂肪细胞脂质合成和分解的影响  33-43
    5.1 材料与方法  33-36
      5.1.1 材料  33-34
      5.1.2 方法  34-36
      5.1.3 数据统计  36
    5.2 结果与分析  36-40
      5.2.1 胞内脂质含量  36-37
      5.2.2 胞内[Ca~(2+)]_i 浓度  37
      5.2.3 脂质合成相关基因mRNA 相对表达水平  37-38
      5.2.4 脂解相关基因mRNA 相对表达水平  38-39
      5.2.5 钙通道相关受体基因mRNA 相对表达水平  39-40
      5.2.6 p38 MAPK 信号通路相关基因mRNA 相对表达水平  40
    5.3 讨论  40-43
  第六章钙信号和P38 MAPK 信号通路对小鼠前体脂肪细胞分化和脂质蓄积的影响  43-49
    6.1 材料与方法  43-44
      6.1.1 材料  43
      6.1.2 方法  43-44
      6.1.3 数据统计  44
    6.2 结果与分析  44-48
      6.2.1 胞内脂质含量  44-45
      6.2.2 前体脂肪细胞分化标志基因mRNA 相对表达水平  45-46
      6.2.3 钙通道相关受体基因mRNA 相对表达水平  46-47
      6.2.4 p38 MAPK 信号通路相关基因mRNA 相对表达水平  47-48
    6.3 讨论  48-49
结论  49-50
进一步研究内容  50-51
参考文献  51-59
致谢  59-60
作者简介  60

钙对小鼠脂质蓄积和分解的调节作用及其机制研究

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