從基因多態(tài)性到脂肪酸代謝優(yōu)秀課件

從基因多態(tài)性到脂肪酸代謝第1頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三從基因多態(tài)性到脂肪酸代謝第2頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三肥胖在全球的流行截止到2008年,全球成人中

14.6億超重(BMI>25kg/m2)

5.02億肥胖(BMI>30kg/m2)約1.70億兒童(<18歲)超重或肥胖FinucaneMM,etal.Lancet2011;377:557–67.MendezMA,etal.AmJClinNutr2005;81:714–21.第3頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三中國肥胖患病率——2002年全國居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查武陽豐等；中華預防醫(yī)學雜志2005年9月第39卷第5期患病率（%）WHO標準第4頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三中國人肥胖及糖尿病特點腹型肥胖為主相同BMI,內(nèi)臟脂肪含量更多易并發(fā)2型糖尿病及心腦血管病蘋果型為什么？怎么辦?第5頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三β3-AR和瘦素等脂肪因子脂肪酸代謝調(diào)控的關(guān)鍵酶目前糖尿病肥胖研究領(lǐng)域兩大重要靶點第6頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三臨床研究在人群水平上，探討?3-AR基因型及脂肪因子水平在漢族人群肥胖、糖尿病及血管并發(fā)癥中的作用與影響因素并進行干預研究動物研究在動物模型水平，探討重組瘦素對糖尿病大鼠的糖脂代謝及胰島素抵抗的影響組織及細胞研究利用人體脂肪組織及脂質(zhì)沉積的細胞模型，對異常脂質(zhì)沉積的機制及干預進行探討研究思路第7頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三問題一β3腎上腺素能受體在糖尿病肥胖中的作用如何？第8頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三β3腎上腺素能受體（β3-AR）Β3腎上腺素能受體是腎上腺素能受體家族中的一員主要分布于脂肪組織,在機體能量和脂肪恒定調(diào)控中起重要作用非顫栗產(chǎn)熱作用促進脂肪分解Β3-AR棕色脂肪白色脂肪Β3腎上腺素能受體活性的降低糖尿病肥胖的發(fā)生第9頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

?3-AR基因突變是否與糖尿病肥胖的發(fā)生相關(guān)

？第10頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三肥胖及非肥胖的糖尿病和對照人群體重指數(shù)，腰圍腰臀比，體脂分析ELISA法檢測脂肪因子水平血糖血脂糖化血紅蛋白胰島素，計算HOMA指數(shù)等PCR—RFLP法檢測基因型，分析等位基因頻率統(tǒng)計分析?3-AR基因型與肥胖，糖尿病及血管并發(fā)癥的關(guān)系，并探討臨床相關(guān)影響因素?3-AR基因多態(tài)性在肥胖、糖尿病及血管并發(fā)癥中的作用第11頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三漢族人群β3-AR基因Arg64多態(tài)等位頻率明顯高于白種人等位頻率0.000.020.040.060.080.100.120.140.160.180.20美國芬蘭中國β3-AR基因分布特征第12頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三 2型糖尿病β3-AR基因Arg64變異攜帶者胰島素抵抗狀態(tài)更明顯，體重指數(shù)更大，特別是腹型肥胖明顯項目Trp/TrpTrp/ArgWHR0.87±0.020.90±0.03BMI(kg/m2)24.14±2.0725.89±2.27HOMA-IR1.42±0.261.61±0.23肥胖患者β3-AR基因Arg64等位基因頻率較體重正常者明顯升高21.54VS11.26β3-AR與T2DM和肥胖關(guān)系第13頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三β3-AR與血管并發(fā)癥的關(guān)系 β3-AR基因Arg64變異攜帶者更易發(fā)生糖尿病腎病組別例數(shù)基因型(%)等位基因頻率(%)Trp64/Trp64Trp64/Arg64Trp64/Arg64Trp64Arg64

Normal組5437（0.685）17（0.315）084.315.7DM組180123（0.683）53（0.295）4（0.022）83.116.9DMN組5039（0.780）10（0.200）1（0.020）88.012.0DN組5226（0.500）24（0.462）2（0.038）73.1

26.9DR組4737（0.787）9（0.192）1（0.021）88.311.7DPN組3121（0.677）10（0.323）083.916.1▲

DN組與Normal組比較，▲

DN組與DMN組比較，P<0.05▲▲DMN：糖尿病無血管并發(fā)癥；DN：糖尿病腎?。籇R：糖尿病視網(wǎng)膜病變；DPN：糖尿病神經(jīng)病變第14頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三小結(jié)一β3-AR基因多態(tài)性與肥胖、尤其是腹型肥胖以及胰島素抵抗相關(guān)，可能促進肥胖和2型糖尿病的發(fā)生和發(fā)展β3腎上腺素能受體是潛在的抗肥胖癥和抗糖尿病的理想靶點。第15頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三問題二瘦素與糖尿病肥胖的關(guān)系如何？第16頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三瘦素近10余年最重要的脂肪因子之一抑制食欲增加能量消耗影響脂肪合成瘦素脂肪和體重調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)攝食Β細胞:

胰島素分泌肝臟:

肝糖輸出胃:

調(diào)節(jié)胃排空骨骼肌:

葡萄糖攝取脂肪：脂解作用第17頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三大鼠糖尿病模型給予重組瘦素血糖血脂等代謝指標，胰島素等激素水平肥胖及非肥胖的糖尿病和對照人群體重指數(shù)，腰圍腰臀比，體脂分析ELISA法檢測血清瘦素水平血糖血脂糖化血紅蛋白胰島素，計算HOMA指數(shù)等統(tǒng)計分析血清瘦素水平與肥胖，糖尿病及血管并發(fā)癥的關(guān)系，并探討臨床相關(guān)影響因素飲食運動干預瘦素在肥胖、糖尿病及血管并發(fā)癥中的作用及干預研究第18頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三體脂含量越高，腰圍越大，胰島素水平越高，瘦素水平越高。

BetaBSEBp值%BodyFat0.2560.3780.1610.021Sex0.60712.0172.038<0.0001FINS0.1510.2030.0650.002Waist0.2150.2690.0950.005多元逐步回歸分析瘦素與T2DM和肥胖的關(guān)系第19頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三血清瘦素水平與DM血管并發(fā)癥的關(guān)系2型糖尿病患者有血管并發(fā)癥者血清瘦素水平顯著高于無血管并發(fā)癥組者0510152025血管并發(fā)癥（+）血管并發(fā)癥（-）肥胖組非肥胖組***血清瘦素第20頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三單純性肥胖患者飲食控制加適當運動可有效降低體重和腰圍，改善胰島素抵抗及瘦素抵抗飲食運動干預對胰島素瘦素抵抗的影響N=216例第21頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三重組瘦素治療對糖尿病大鼠的影響瘦素可影響STZ大鼠的血糖,攝食，體重及胰島素敏感性第22頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三小結(jié)二瘦素抵抗參與肥胖,2型糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生和發(fā)展，與胰島素抵抗相互關(guān)聯(lián)改善瘦素抵抗必將為肥胖癥和糖尿病的治療提供新的手段和新思路,具有廣闊的前景。

第23頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三問題三脂質(zhì)沉積的分子機制如何游離脂肪酸代謝在其中作用如何？第24頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積與肥胖異位脂質(zhì)沉積在糖尿病肥胖的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用高游離脂肪酸作為脂肪代謝的樞紐是其中的始動因素，然而當游離脂肪酸濃度過高時，過量的游離脂肪酸導致脂肪酸代謝紊亂，異位脂質(zhì)沉積發(fā)生。第25頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三過量游離脂肪酸細胞膜游離脂肪酸攝取FA酰基輔酶A氧化CPT-1甘油二酯DGAT甘油三酯合成FABP4細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積肥胖及糖尿病游離脂肪酸代謝與細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積FABP4：脂肪酸結(jié)合蛋白4DGAT：二酯酰甘油?；D(zhuǎn)移酶CPT1：肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶第26頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三人皮下及內(nèi)臟脂肪組織微小樣本同位素標記測定局部脂肪FFA吸收與釋放能力底物標記法，RT-PCR及WesternBlot測定脂肪代謝酶活性及相關(guān)蛋白水平游離脂肪酸代謝通路及脂質(zhì)沉積機制研究

組織水平細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積的關(guān)鍵：甘油三酯合成二脂酰甘油?；D(zhuǎn)移酶(DGAT)是催化甘油三酯合成的最后一步限速酶活性如何調(diào)節(jié)？第27頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三DGAT在不同部位脂肪組織的活性*網(wǎng)膜脂肪的二脂酰甘油?；D(zhuǎn)移酶(DGAT)活性更高網(wǎng)膜脂肪皮下脂肪

二脂酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶(DGAT)是催化甘油三酯合成的最后一步限速酶。第28頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三游離脂肪酸代謝通路及脂質(zhì)沉積干預研究

棕櫚酸及二甲雙胍干預構(gòu)建巨噬細胞脂質(zhì)沉積模型觀察FOXO1-脂肪酸結(jié)合蛋白4信號通路作用細胞水平細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積第一關(guān)：游離脂肪酸攝取該過程主要由游離脂肪酸結(jié)合蛋白4(FABP4)介導，該蛋白如何調(diào)節(jié)?細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積如何減少？第29頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三-250棕櫚酸(0.1mM)二甲雙胍(uM)500-+-++100+二甲雙胍對細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積的影響細胞水平其機制？Why？棕櫚酸顯著增加細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積二甲雙胍降低棕櫚酸所致的細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積，且呈劑量依賴性第30頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三++-+棕櫚酸(0.1mM)--FABP4siRNA(100nM)

-+作為介導游離脂肪酸攝取的關(guān)鍵酶，脂肪酸結(jié)合蛋白4是否參與高游離脂肪酸所致的細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積？細胞水平脂肪酸結(jié)合蛋白4對細胞脂質(zhì)沉積的影響采用siRNA干擾技術(shù)沉默F(xiàn)ABP4基因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論在基礎(chǔ)狀態(tài)還是高游離脂肪酸下，F(xiàn)ABP4基因沉默能減少細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積。提示：脂肪酸結(jié)合蛋白4參與高游離脂肪酸所致細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積的調(diào)節(jié)如何調(diào)節(jié)？基礎(chǔ)狀態(tài)高游離脂肪酸狀態(tài)第31頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三Met(uM)PA(0.1mM)+---+++100250500050100150200250FABP4mRNA(%ofControl)********300RT-PCR結(jié)果顯示二甲雙胍在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)脂肪酸結(jié)合蛋白4的表達二甲雙胍對脂肪酸結(jié)合蛋白4的調(diào)節(jié)作用基因轉(zhuǎn)錄水平何種轉(zhuǎn)錄因子參與其中的調(diào)節(jié)？第32頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三目前研究表明參與脂肪酸代謝調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子非常多，叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子O1（forkheadtranscriptionfactorO1,FoxO1）作為Fox蛋白家族中的一員，常表達于肝臟，脂肪，骨骼肌等糖脂代謝活躍的器官。FoxO1可參與多種脂代謝相關(guān)酶的調(diào)節(jié)，如脂蛋白脂肪酶（LPL）等，可能是肥胖與糖尿病發(fā)病的聯(lián)系紐帶。FOXO1對脂肪酸結(jié)合蛋白4是否具有調(diào)節(jié)作用？第33頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三野生型負顯性型-持續(xù)激活型Foxo1質(zhì)粒DNAFABP4β-actinAFABP4β-actinFoxo1siRNA(100nM)

棕櫚酸(0.1mM)-+-+--++B轉(zhuǎn)錄因子FOXO1是否參與二甲雙胍對脂肪酸結(jié)合蛋白4表達的調(diào)節(jié)？DNA轉(zhuǎn)染基因過表達siRNA基因沉默F(xiàn)OXO1對脂肪酸結(jié)合蛋白4的調(diào)節(jié)作用我們采用FOXO1質(zhì)粒DNA過表達FABP4基因，發(fā)現(xiàn)野生型和持續(xù)激活型顯著增加FABP4的表達，而負顯性型顯著降低其表達采用siRNA沉默F(xiàn)OXO1，發(fā)現(xiàn)FOXO1siRNA可降低FABP4的表達，同時逆轉(zhuǎn)棕櫚酸所致的FABP4表達的升高提示：轉(zhuǎn)錄因子FOXO1參與了二甲雙胍對脂肪酸結(jié)合蛋白4表達調(diào)節(jié)第34頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三棕櫚酸(0.1mM)--二甲雙胍(250uM)DAPI核染色FOXO1染色合并+--+++二甲雙胍通過促進轉(zhuǎn)錄因子FOXO1核外排，降低其轉(zhuǎn)錄活性，而抑制脂肪酸結(jié)合蛋白4的轉(zhuǎn)錄二甲雙胍對FOXO1轉(zhuǎn)錄活性的影響基礎(chǔ)狀態(tài)高游離脂肪酸狀態(tài)第35頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三FoxoREB脂肪酸結(jié)合蛋白4Foxo1

脂肪酸結(jié)合蛋白4細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積二甲雙胍二甲雙胍抑制細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積信號通路圖二甲雙胍可通過促進FOXO1核外排，抑制其轉(zhuǎn)錄活性進而抑制游離脂肪酸結(jié)合蛋白4的表達，減少游離脂肪酸攝取，進而減少細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積。第36頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三游離脂肪酸代謝通路及脂質(zhì)沉積干預研究

棕櫚酸及AMPK激動劑干預構(gòu)建巨噬細胞脂質(zhì)沉積模型觀察AMPK-CPT1通路對細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積的影響細胞水平脂肪酸β氧化調(diào)控關(guān)鍵位點：肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶(CPT-1)CPT-1在細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積中的作用如何？第37頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三脂肪酸氧化與細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積0uM25uM50uM100uM200uM棕櫚酸(uM)Palmiticacid(PA)02550100200C16H32O2

β-actinCPT-1棕櫚酸顯著增加細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積結(jié)果:棕櫚酸抑制肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶（CPT-1）的表達提示:棕櫚酸可能通過抑制脂肪酸氧化增加細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積棕櫚酸脂肪酸β氧化限速酶CPT-1的表達如何變化？蛋白水平如何逆轉(zhuǎn)？第38頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)與細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積AMPK-細胞內(nèi)“代謝感受器”參與細胞代謝多過程脂肪酸氧化葡萄糖轉(zhuǎn)運甘油三脂合成脂解神經(jīng)酰胺合成氧化應激線粒體功能失調(diào)NF-KB激活線粒體氧化酶已證實AMPK可通過促進下游乙酰輔酶A羧化酶（ACC）失活增加CPT-1表達脂肪酸氧化脂質(zhì)沉積肥