高脂膳食诱导SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠肥胖形成和机制的探讨

                      作者：彭晓莉，陈 建，冷言冰，魏 敏，刘新

【摘要】  Objective To explore the possible mechanism of obesity formation in SR-AⅠ/Ⅱgene knock-out mice.Methods SR-AⅠ/Ⅱ gene knock-out mice(KO)and wild type control mice(WT)were fed with normal chow control(CHOW)and high fat diet(HFD)to observe the effects of high fat diet on KO.Results The experimental diet promoted a significant increase in animal body weight over the 12-wk period.The body weight of KO-HFD were higher significantly than KO-CHOW and WT- HFD(P＜0.05);TC、TG、LDL-C、HDL-C of KO-HFD were higher significantly than WT-HFD(P＜0.01).Plasma glucose levels of KO-CHOW and KO- HFD were higher significantly than WT-CHOW and WT-HFD(P＜0.01).Plasma leptin and TNF-α levels of KO-HFD significantly increased than KO-CHOW（P＜0.01）.Conclusion SR-AⅠ/Ⅱ can affect serum lipid and glucose levels in mice.SR-AⅠ/Ⅱ deficient mice may due to reduction of leptin sensitivity.

【关键词】  scavenger receptor class A types Ⅰand Ⅱ;obesity;TNF-α;leptin

    A族Ⅰ型和Ⅱ型清道夫受体（scavenger receptor class A types Ⅰand Ⅱ， SR-AⅠ/Ⅱ）是表达于细胞表面的糖蛋白，主要表达于各组织、器官的巨嗜细胞、血管平滑肌细胞和内皮细胞，是巨嗜细胞清道夫受体家族成员之一［1］，参与巨嗜细胞的天然免疫、病原体清除、死亡细胞和细胞碎片的清除［2～4］ ，SR-AⅠ/Ⅱ与氧化型低密度脂蛋白（oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL）结合，能促进巨噬细胞的胆固醇内流和泡沫细胞的形成，在动脉粥样硬化斑块形成中发挥重要作用。有报道SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除能导致血脂代谢紊乱，而SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除对肥胖的直接影响作用目前未见报道。本研究以SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠和野生型对照小鼠为研究对象，探讨SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠肥胖的发生及其可能机制。

    1  材料与方法

    1.1  饲料配方以美国营养学会1993年出版的啮齿类动物纯化饲料（American Institute of Nutrition-93 purified diets for laboratory rodents，AIN-93）作为普通基础饲料（CHOW）。高脂饲料（high fat diet，HFD）是在AIN-93G的基础上添加猪油调整脂肪含量至15％配制而成。

    1.2  动物及分组SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除（knock-out，KO）雄性小鼠和野生型（wild type control，WT）雄性小鼠各36只，6～7周龄，平均体重27±2g，SPF级，由四川省医学院实验动物中心提供。动物放置层流架饲养，自由摄食和饮用蒸馏水。适应喂养一周，按体重将动物随机分为4组，每组18只，分别为：野生型小鼠普通饲料组（WT-CHOW）、野生型小鼠高脂饲料组（WT-HFD）、SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠普通饲料组（KO-CHOW）及SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠高脂饲料组（KO-HFD）。

    1.3  实验方法动物按体重分组，禁食12 h取血后，给予不同饲料，每周称体重一次。喂养12周，结束实验。结束实验时，动物禁食12 h，小鼠眼眶静脉采血，急性放血处死，取血，分离血清，密封，-20℃冰箱保存。取附睾及肾周脂肪组织并称重。

    1.4  主要试剂和仪器TC和TG测定试剂盒，北京中生北控生物科技股份有限公司。HDL-C和LDL-C测定试剂盒，日本第一化学药品株式会社。血糖水平测定试剂盒，Bayer Healthcare LLC。RAT/MOUSE INSULIN ELISA KIT，LINCO Research。MOUSE LEPTIN ELISA KIT，LINCO Research。MOUSE TNF-α ELISA KIT，BIOSOURCE。紫外分光光度计，日本SHIMADZU UV mini 1 240。

    1.5  主要检测指标

    1.5.1大鼠肥胖指标  体重、附睾周脂肪垫重量、肾周脂肪重量。

    1.5.2  胰岛素、血脂及血糖水平测定  ELISA法测定血清中胰岛素水平，酶法测定总胆固醇（Total Cholesterol，TC）、甘油三酯（Triglycerides，TG）、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein ，LDL-C）和高密度脂蛋白胆固醇（High-density lipoprotein，HDL-C），葡萄糖氧化酶法测血糖。

    1.5.3  TNF-α和leptin水平测定  ELISA法测定血清中肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和瘦素（leptin，LP）的水平。

    1.6  统计分析实验数据以表示，用SPSS 10.0 for Windows统计软件统计分析。多组均数比较用单因素方差分析，均数两两比较用SNK法。

    2  结果

    2.1  高脂膳食对小鼠肥胖的影响由表1可见，饲以高脂饲料的野生型小鼠的终重高于饲以普通饲料的野生型小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.05）；饲以高脂饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠的终重高于饲以高脂饲料的野生型小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.05）；饲以高脂饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠终重高于饲以普通饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.05）。实验结束后，饲以高脂饲料和普通饲料SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠附睾周脂肪垫重量高于野生型小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.05）。

    2.2  高脂膳食对小鼠血脂水平的影响由表2可见，饲以普通饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠血液TC、TG、LDL-C、HDL-C高于饲以普通饲料的野生型小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.05）；饲以高脂饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠血液TC、TG、LDL-C、HDL-C高于饲以高脂饲料的野生型小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.01）。

    2.3  高脂膳食对小鼠血糖和胰岛素水平的影响由表3可见，饲以普通饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠血糖浓度高于饲以普通饲料的野生型小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.01）；饲以高脂饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠血糖水平高于饲以高脂饲料的野生型小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.01）。

    2.4  高脂膳食对小鼠血清TNF-α和LP水平的影响

    由表4可见，饲以高脂饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠血清TNF-α和LP水平高于饲以高脂饲料的野生型小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.01）；饲以高脂饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠血清TNF-α和LP水平高于饲以普通饲料的基因敲除小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.01）；饲以高脂饲料的野生型小鼠血清TNF-α和LP水平高于饲以普通饲料的野生型小鼠，差异具有统计学意义（P＜0.01）。

    3  讨论

    3.1  高脂膳食对SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠肥胖和血脂的影响    本实验高脂诱导下小鼠体重增加、脂肪组织增生，SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠体重和附睾周脂肪垫的重量均高于野生型小鼠，提示SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠在饲以高脂膳食时更易形成肥胖。饲以普通饲料和高脂饲料的SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠与饲以普通饲料和高脂饲料的野生型小鼠相比，血清TC、TG、LDL-C和HDL-C 水平升高，提示SR-AⅠ/Ⅱ与小鼠脂质代谢有关，SR-AⅠ/Ⅱ缺失导致小鼠脂质代谢紊乱。有研究表明巨嗜细胞能通过SR-AⅠ/Ⅱ不断摄取血液中ox-LDL、糖基氧化LDL等修饰型LDL，导致脂质蓄积形成泡沫细胞［5］。王文健等［6］认为敲除小鼠SR-AⅠ/Ⅱ基因后，脂质代谢的调节能力受到损伤，表现为机体对血液中ox-LDL的清除能力下降，组织细胞ox-LDL的摄取减少，最终导致血LDL水平升高。目前，SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠肥胖发生的机制还没有报道。从本实验结果分析，SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠更易形成肥胖可能与SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除影响脂质代谢和肥胖相关因子的分泌有关。

    3.2  SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠血液TNF-α和LP表达变化    TNF-α是脂肪组织分泌的信号分子之一，研究认为TNF-α参与调节脂肪细胞生理功能的各个方面，直接调节葡萄糖动态平衡、脂肪酸的代谢和诱导胰岛素抵抗的发生。本实验高脂饲料喂养小鼠后，SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠血清TNF-α水平比野生型小鼠高，提示基因敲除小鼠与野生型小鼠对高脂饲料的反应性不同，SR-AⅠ/Ⅱ可能影响小鼠TNF-α的生成。有研究认为肥胖时TNF-α水平升高是由脂肪细胞分泌TNF-α增多引起，也有认为肥胖时聚集在脂肪组织的巨噬细胞数量增多是TNF-α的主要来源［7］。Edward认为尽管各种细胞培养和动物实验证实在糖尿病、炎症、应激等疾病中脂肪细胞分泌TNF-α调节脂肪细胞功能，但循环系统中TNF水平升高主要是由炎性细胞如巨噬细胞分泌TNF增多引起［8］。SR-AⅠ/Ⅱ缺失小鼠TNF-α水平的升高可能是由于SR-AⅠ/Ⅱ缺失导致巨噬细胞的吞噬功能减弱，机体需要通过分泌更多的炎性因子来募集更多巨噬细胞参与炎性反应。此外，高脂膳食可能是实验动物TNF-α水平升高的原因之一［9］。LP是由脂肪细胞分泌的一种肽类激素，在成熟脂肪细胞中表达，是一种饱食信号，可通过刺激饱食中枢降低摄食［10］。LP 能作用于下丘脑体重调节中枢或脂肪组织，减少摄食量，增加能量消耗，从而使体脂量减少和体重减轻。LP水平增高，是机体对能量摄入增加、体重增加做出的反馈调节［11］。但是，由于瘦素穿过血脑屏障的转运障碍，血循环中出现瘦素抗体或瘦素拮抗物，下丘脑瘦素信号系统与其它体重调节因子之间失衡等等多种原因［12］，导致瘦素抵抗的发生。本实验结果发现SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠血液LP水平高于野生型小鼠，而体重和体脂反而比野生型小鼠高，提示SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠LP敏感性降低，可能存在LP抵抗，造成LP对摄食和体重的调节作用失效，在能量摄入增加的同时，能量消耗降低，导致SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除小鼠在高脂饲料诱导下形成肥胖。SR-AⅠ/Ⅱ基因敲除影响小鼠LP分泌的作用机制还需进一步研究。

【文献】
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