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    經(jīng)鼻應(yīng)用SH2-Bβ抗體可抑制高脂飲食小鼠體質(zhì)量增長

    2014-03-22 01:35:04金韻李新鳴王效杰臧晉齊金萍郭佳美
    關(guān)鍵詞:下丘腦攝食高脂

    金韻,李新鳴,王效杰,臧晉,齊金萍,郭佳美

    (沈陽醫(yī)學(xué)院1.解剖學(xué)教研室;2.微生物學(xué)教研室;3.2012級臨床醫(yī)學(xué)系,沈陽110034)

    經(jīng)鼻應(yīng)用SH2-Bβ抗體可抑制高脂飲食小鼠體質(zhì)量增長

    金韻1,李新鳴2,王效杰1,臧晉1,齊金萍1,郭佳美3

    (沈陽醫(yī)學(xué)院1.解剖學(xué)教研室;2.微生物學(xué)教研室;3.2012級臨床醫(yī)學(xué)系,沈陽110034)

    目的探討經(jīng)鼻應(yīng)用SH2-Bβ抗體對高脂飲食小鼠體質(zhì)量的影響。方法采用8周C57BL/6小鼠隨機(jī)分為正常組、肥胖組和SH2-Bβ抗體(1∶50)干預(yù)組,每組12只。測量每日攝食量及每周體質(zhì)量變化,應(yīng)用Western blot檢測SH2-Bβ在各組小鼠下丘腦和肝的表達(dá),HE染色觀察肝的組織學(xué)改變。免疫組織化學(xué)染色檢測腎SH2-Bβ表達(dá),并觀察其病理改變。結(jié)果肥胖組小鼠攝食量和體質(zhì)量明顯高于SH2-Bβ抗體干預(yù)組和正常組(P<0.05)。Western blot檢測結(jié)果顯示,肥胖組小鼠SH2-Bβ蛋白在下丘腦表達(dá)下調(diào),明顯低于SH2-Bβ抗體干預(yù)組和正常組(P<0.05);而在肝組織表達(dá)上調(diào),明顯高于SH2-Bβ抗體干預(yù)組和正常組(P<0.05)。肝組織HE染色結(jié)果顯示,SH2-Bβ抗體干預(yù)組與肥胖組相比,肝細(xì)胞索排列整齊,肝細(xì)胞脂肪變性減輕,脂滴變小,炎性細(xì)胞減少。腎組織免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示,肥胖組小鼠SH2-Bβ蛋白在腎組織表達(dá)上調(diào),明顯高于SH2-Bβ抗體干預(yù)組和正常組(P<0.05)。炎性細(xì)胞浸潤明顯。結(jié)論經(jīng)鼻應(yīng)用SH2-Bβ抗體可使高脂飲食小鼠下丘腦內(nèi)SH2-Bβ表達(dá)上調(diào),降低攝食量而降低體質(zhì)量;肝腎組織SH2-Bβ表達(dá)下調(diào),使肝腎脂肪沉積減輕,進(jìn)而減輕脂肪沉積所致的組織炎癥或損傷。這表明SH2-Bβ經(jīng)中樞通過調(diào)節(jié)進(jìn)食量,在周圍組織通過改變脂肪沉積量而對體質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

    SH2-Bβ;肥胖;體質(zhì)量;小鼠;鼻腔給藥

    近年肥胖患者數(shù)量迅速增長。SH2-Bβ是一種細(xì)胞內(nèi)連接蛋白,在下丘腦內(nèi)是重要的能量代謝和糖代謝的正向調(diào)節(jié)者[1]。腦內(nèi)SH2Bβ基因敲除小鼠會導(dǎo)致嚴(yán)重的瘦素抵抗、胰島素抵抗、肥胖、2型糖尿病[2,3]。我們新近的研究發(fā)現(xiàn)高脂飲食可使小鼠下丘腦內(nèi)SH2-Bβ表達(dá)下調(diào)進(jìn)而導(dǎo)致肥胖[4]。尋找到能調(diào)節(jié)下丘腦內(nèi)SH2-Bβ的藥物將成為肥胖治療的新靶點(diǎn)。

    本研究通過鼻腔給予SH2-Bβ抗體,觀察小鼠下丘腦SH2-Bβ蛋白表達(dá)變化及其對攝食量和體質(zhì)量的影響,并觀察體質(zhì)量變化前后肝、腎SH2-Bβ蛋白表達(dá)變化,進(jìn)一步了解SH2-Bβ蛋白在器官脂肪沉積中的作用。

    1 材料與方法

    1.1 材料和儀器

    SH2-Bβ羊多克隆IgG抗體(Santa Cruz,sc-10827),ECL發(fā)光試劑盒(美國Santa Cruz Biotechnology公司);辣根過氧化物酶標(biāo)記羊抗小鼠IgGHRP,β-actin小鼠單克隆IgG抗體,免疫組化SABC試劑盒,多聚甲醛,DAB顯色劑(Diaminobenzidine),OCT包埋劑,RIPA試劑及硝酸纖維素膜(中國武漢博士德生物公司)。其余為國產(chǎn)分析純。電子天平(BS110S),德國Startorius公司。內(nèi)切式電動組織勻漿器,瑞士Kinematica公司。紫外分光光度計(DU70型),美國Beckman公司。電泳轉(zhuǎn)印儀,美國Bio-Rad公司。Metamoph圖像分析系統(tǒng),北京中科恒業(yè)創(chuàng)新科技有限公司。

    1.2 實(shí)驗(yàn)動物及飼料配制

    選用健康、雌性、出生8周的C57BL/6小鼠,體質(zhì)量21 g左右。普通飼料:玉米粉30%,豆餅21.0%,麩皮10.0%,次粉28.0%,魚粉9.0%,酵母粉1.0%,魚肝油1%(g/100 g)等。高脂飼料:豬油12.0%,奶粉8.0%,雞蛋10.0%,花生5.0%,麻油3.0%,以普通飼料補(bǔ)足100 g混成含12%豬油的高脂飼料,食用前2 d配好,低溫保存。

    1.3 動物分組

    將C57BL/6小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,按體質(zhì)量隨機(jī)分為3組:(1)對照組(normal control group,NC)12只;(2)肥胖組(obese group,OB)12只;(3)SH2-B β抗體干預(yù)組(anti-SH2-Bβ intervene group,anti-SH2-Bβ)12只。對照組喂普通飼料,肥胖組和抗體干預(yù)組喂高脂飼料。SH2-Bβ抗體干預(yù)組每天下午經(jīng)鼻腔滴入SH2-Bβ抗體1∶50稀釋液(PBS)25 μL,每天1次,其余2組鼻腔滴入等量IgG抗體。自由飲水,共飼養(yǎng)4周。

    1.4 攝食量和體質(zhì)量測定

    每天測量攝食量,每1周稱體質(zhì)量1次,以體質(zhì)量超過對照組體質(zhì)量2 g作為肥胖標(biāo)準(zhǔn)。

    1.5 Western blot分析SH2-Bβ表達(dá)

    實(shí)驗(yàn)4周結(jié)束后,各組取6只小鼠用1%戊巴比妥鈉腹腔麻醉(40 mg·kg-1),取下丘腦和肝,-70℃儲存。用RIPA試劑抽提可溶性蛋白,制備SDS-聚丙烯酰胺凝膠(0.12),樣品加熱煮沸(100℃)5 min變性后每孔加50 μg蛋白樣品,電泳后濕轉(zhuǎn)至硝酸纖維素膜上。50 g·L-1脫脂奶粉TTBS緩沖液(TBS緩沖液500 mL+TWEEN-20 0.5 mL)室溫振蕩封閉3 h后洗膜,一抗SH2-Bβ(1∶300)或β-actin(1∶300)室溫孵育2 h,TTBS漂洗膜,辣根過氧化物酶標(biāo)記羊抗小鼠IgG-HRP(1∶5 000)室溫孵育1 h,洗膜后加入ECL反應(yīng)1 min,暗室曝光顯影后沖洗膠片。凝膠成像分析系統(tǒng)上攝像分析,計算出相對光密度值。

    1.6 免疫組織化學(xué)反應(yīng)(SABC法)檢測SH2-Bβ表達(dá),HE染色觀察肝臟結(jié)構(gòu)改變

    實(shí)驗(yàn)4周結(jié)束后,各組取6只小鼠用1%戊巴比妥鈉腹腔麻醉(40 mg·kg-1),用0.1 mol·L-1PBS配制的含有40 g·L-1多聚甲醛灌流液灌流固定后取下腎和肝,后固定24 h后移入0.87 mol·L-1的蔗糖緩沖液中至標(biāo)本沉降。OCT包埋,恒冷箱連續(xù)切片(厚14 μm),冷風(fēng)干燥后腎組織切片行免疫組織化學(xué)染色(SABC法)。一抗SH2-Bβ工作濃度為1∶150,DAB顯色。經(jīng)SH2-Bβ免疫組織化學(xué)染色的切片,每塊組織隨機(jī)取3~4張切片,且各組所選部位相同,每張切片平均選取4個視野,使用Metamoph圖像分析系統(tǒng),進(jìn)行光密度測定。測量值與相應(yīng)陰性對照切片測量值相減后的平均值為各區(qū)域最終平均光密度值(mean optical density,MOD)。肝組織切片行HE染色。

    1.7 統(tǒng)計學(xué)處理

    2 結(jié)果

    2.1 各組小鼠平均每日攝食量比較

    肥胖組小鼠平均每日攝食量(高脂飼料)(7.12± 0.79)g,明顯高于正常組(普通飼料)(5.87±0.35)g和SH2-Bβ抗體干預(yù)組(3.96±0.82)g差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

    2.2 各組小鼠體質(zhì)量比較

    實(shí)驗(yàn)4周后肥胖組小鼠體質(zhì)量明顯高于正常組和SH2-Bβ抗體干預(yù)組(P<0.05),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。

    2.3 Western blot檢測下丘腦和肝臟SH2-Bβ的表達(dá)

    在下丘腦,肥胖組SH2-Bβ表達(dá)量(SH2-Bβ/β-actin:0.102)低于對照組(SH2-Bβ/β-actin:0.379)(P<0.05)和抗體干預(yù)組(SH2-Bβ/β-actin:0.324)(P<0.05);而在肝臟,肥胖組SH2-Bβ表達(dá)量(SH2-Bβ/ β-actin:0.456)高于對照組(SH2-Bβ/β-actin:0.204)和抗體干預(yù)組(SH2-Bβ/β-actin:0.094)(P<0.05)(圖1)。

    表1 各組小鼠體質(zhì)量比較Tab.1 Comparison of body weight of mice in each group

    表1 各組小鼠體質(zhì)量比較Tab.1 Comparison of body weight of mice in each group

    1)P<0.05,vs groups NC and anti-SH2-Bβ.

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    圖1 Western blot檢測的各組下丘腦和肝臟SH2-BβFig.1 SH2-Bβexpression in hypothalamus and liver as determined by Western blot

    2.4 HE染色觀察肝組織結(jié)構(gòu)改變

    正常組肝組織(2A)肝細(xì)胞索整齊,肝細(xì)胞內(nèi)無空泡;肥胖組肝組織(圖2B)肝細(xì)胞固縮,大量脂肪空泡,空泡較大,肝細(xì)胞索斷裂,炎性細(xì)胞較多;抗體干預(yù)組肝組織(圖2C)有較少量小脂滴,肝細(xì)胞索較完整。

    圖2 高脂飲食對肝組織結(jié)構(gòu)的影響及SH2-Bβ抗體的干預(yù)作用HE×200Fig.2 Influence of high fat diet to the structures of the liver of and the effect of SH2-Bβantibody intervene HE×200

    2.5 免疫組織化學(xué)染色檢測SH2-Bβ在腎組織表達(dá)

    正常組腎組織(圖3A)腎小管上皮SH2-Bβ少量表達(dá);肥胖組腎組織(圖3B)出現(xiàn)SH2-Bβ高表達(dá),腎小管上皮SH2-Bβ表達(dá)上調(diào),炎性細(xì)胞浸潤??贵w干預(yù)組腎組織(圖3C),腎小管上皮SH2-Bβ表達(dá)明顯下調(diào),炎性細(xì)胞減少。

    圖3 SH2-Bβ在腎組織表達(dá)免疫組化SABC法×200Fig.3 Expression of SH2-Bβin kidney Immunocytochemistry SABC method×200

    3 討論

    SH2-Bβ是細(xì)胞內(nèi)一種連接蛋白,在多種組織表達(dá),從昆蟲到人類的研究表明它是非常重要的代謝調(diào)節(jié)者[1,2,5]。在人類SH2-Bβ功能受損與肥胖和2型糖尿病密切相關(guān)[6]。那么,SH2-Bβ在肥胖者體內(nèi)的表達(dá)變化以及其變化與體質(zhì)量改變之間的關(guān)系值得關(guān)注。C57BL/6J小鼠被認(rèn)為非常適合用于高脂飲食誘導(dǎo)營養(yǎng)性肥胖小鼠模型制備[7]。C57BL/6J小鼠經(jīng)高脂飼料誘導(dǎo)4周后可形成良好肥胖模型[8]。本研究采用C57BL/6小鼠,經(jīng)鼻應(yīng)用SH2-Bβ抗體,觀察了SH2-Bβ蛋白在小鼠下丘腦、肝和腎的表達(dá)變化及其對攝食量及體質(zhì)量的影響。

    SH2-Bβ直接連接并激活JAK2,在細(xì)胞受到生長激素、瘦素、紅細(xì)胞生成素和催乳素作用時,加強(qiáng)JAK2信號[9,10]。SH2-Bβ也連接IRS1和IRS2,在瘦素和胰島素作用下,加強(qiáng)IRS蛋白介導(dǎo)的PI 3激酶通路激活[11]。SH2-Bβ也介導(dǎo)成纖維細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor,F(xiàn)GF)、神經(jīng)生長因子(nerve growth factor,NGF)和血小板源性生長因子(plateletderived growth factor,PDGF)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[12]。從SH2-Bβ參與的傳導(dǎo)通路可見,它可能與肥胖以及由肥胖引發(fā)的慢性炎癥密切相關(guān),值得關(guān)注。本研究經(jīng)鼻腔應(yīng)用SH2-Bβ抗體,引起了下丘腦內(nèi)SH2-Bβ表達(dá)上調(diào),降低了攝食量,并降低體質(zhì)量,這是首次被發(fā)現(xiàn)的非常重要的結(jié)果。這說明SH2-Bβ抗體可能經(jīng)嗅細(xì)胞直接吸收入腦或經(jīng)其他途徑到腦內(nèi)發(fā)揮作用。鼻腔給藥的應(yīng)用被認(rèn)為存在巨大的潛在的應(yīng)用價值,它使得通過口服或靜脈給藥不能通過血腦屏障的藥物得以進(jìn)入腦內(nèi)發(fā)揮作用[13,14]。

    腦內(nèi)SH2-Bβ基因敲除小鼠會導(dǎo)致嚴(yán)重的瘦素抵抗、胰島素抵抗,肥胖、2型糖尿病和脂肪肝[2,3],說明SH2-Bβ在中樞發(fā)揮著重要的體質(zhì)量調(diào)節(jié)作用。中樞是體質(zhì)量的調(diào)節(jié)者,而周圍組織是體質(zhì)量調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)者。當(dāng)腦內(nèi)缺乏SH2-Bβ時,實(shí)際相當(dāng)于停止了機(jī)體正常的反饋機(jī)制,高脂肥胖的信息不能被中樞感知,中樞便失去了對周圍組織的調(diào)節(jié),包括降脂和儲脂,即能量的儲存和分解出現(xiàn)紊亂。而在整個外周組織敲除SH2-Bβ基因,則使高脂飲食誘導(dǎo)的胰島素抵抗加重[15]。對成年鼠而不是胚胎鼠進(jìn)行特異性肝SH2-Bβ基因敲除,減弱了肝內(nèi)甘油酰基轉(zhuǎn)移酶(DGAT2)表達(dá),增加了甘油三酯脂酶(ATGL)表達(dá),即減弱了肝內(nèi)脂肪合成,增強(qiáng)了脂肪分解,導(dǎo)致小鼠肝內(nèi)甘油三酯聚集量下降[16]。本研究經(jīng)鼻腔應(yīng)用SH2-Bβ抗體,引起了下丘腦內(nèi)SH2-Bβ表達(dá)上調(diào),而在肝腎組織表達(dá)下調(diào),可以理解成SH2-Bβ抗體對中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用后的整體效應(yīng)是攝食量降低,體質(zhì)量減輕;而SH2-Bβ在肝腎組織表達(dá)下調(diào),則增加了組織的脂肪分解,減弱了脂肪的合成。本實(shí)驗(yàn)中具體表現(xiàn)為,抗體干預(yù)組肝組織SH2-Bβ表達(dá)下調(diào),肝內(nèi)脂質(zhì)沉積為數(shù)量較少的小脂滴,肝細(xì)胞索較完整,而高脂組則出現(xiàn)SH2-Bβ高表達(dá),肝細(xì)胞固縮,肝細(xì)胞索斷裂,脂滴大而多;對于腎,抗體干預(yù)組腎小管上皮SH2-Bβ表達(dá)明顯下調(diào),而高脂組則出現(xiàn)SH2-Bβ高表達(dá),炎性細(xì)胞浸潤。研究表明,高脂飼料長期大量食用造成肝腎損傷[17~20]。說明在周圍組織,脂質(zhì)過氧化損傷等傷害性刺激可能會導(dǎo)致SH2-Bβ表達(dá)上調(diào),進(jìn)而導(dǎo)致更多的脂質(zhì)沉積,進(jìn)一步使細(xì)胞受損。所以對于周圍組織脂肪過多沉積所引起的疾病,如冠心病、脂肪肝等,可通過降低SH2-Bβ表達(dá)而得到治療。從本實(shí)驗(yàn)可見,對于肥胖個體,減少攝食量可使肝腎組織SH2-Bβ表達(dá)下調(diào),但不能排除經(jīng)鼻腔應(yīng)用SH2-Bβ抗體后,神經(jīng)元功能發(fā)生變化而引起的神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié),這方面還需進(jìn)一步研究。

    本研究表明高脂飲食經(jīng)鼻腔應(yīng)用SH2-Bβ抗體,可使高脂飲食小鼠下丘腦內(nèi)SH2-Bβ表達(dá)上調(diào),明顯降低了攝食量,降低體質(zhì)量;同時使肝、腎內(nèi)SH2-Bβ表達(dá)下調(diào),降低了肝、腎組織的脂肪沉積,及其引發(fā)的炎性細(xì)胞浸潤。這表明SH2-Bβ在中樞通過調(diào)節(jié)進(jìn)食量,在周圍組織通過改變脂肪沉積量而對體質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

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    (編輯 裘孝琦)

    IntranasalAdministration ofSH2-BβAntibody Inhibitsthe Weight Gain in Mice with High FatDiet

    JINYun1,LIXin-ming2,WANG Xiao-jie1,ZANGJin1,QIJin-ping1,GUO Jia-mei3
    (1.Department of Anatomy,Shenyang Medical College,Shenyang 110034,China;2.Department of Microbiology,Shenyang Medical College,Shenyang 110034,China;3.2012 Clinic Medicine,Shenyang MedicalCollege,Shenyang 110034,China)

    ObjectiveTo explore the effect of SH2-Bβ antibody intranasal administration on weight gain of mice with high fat diet.MethodsC57BL/6 mice(female)aged 8 weeks were randomized to normal control group(n=12),obese group(n=12)and anti-SH2-Bβ(1∶50)intervene group(n=12).The amount of the food intake everyday and the weight of mice were measured every week.SH2-Bβ expression in hypothalamus and liver was detected by Western blot,and the histology change of the liver was observed by HE staining.By means of immunohistochemistry stained,SH2-Bβ expression in the kidney and the pathological change were also recorded.ResultsThe food intake and weight of obese group were higher than those of normal control group and anti-SH2-Bβ intervene group(P<0.05).Western blot result showed SH2-Bβ expression in hypothalamus of obese group were decreased compared with the normal control group and anti-SH2-Bβ intervene group(P<0.05);but SH2-Bβ expression in liver of obese group were higher compared with the normal control group and anti-SH2-Bβ intervene group(P<0.05).Liver HE staining result showed that,the hepatic cord arranged in order,steatosis of the hepatic cells were decreased and lipid droplets became smaller,the inflammatory cells were decreased in anti-SH2-Bβ intervene group as compared with obese group.Immunohistochemistry result showed SH2-Bβ expression in kidney of obese group were reduced and the inflammatory of cells infiltrated obviously compared with the normal control group and anti-SH2-Bβ intervene group(P<0.05).ConclusionIntranasal administration of SH2-Bβ antibody upregulated SH2-Bβ expression in hypothalamus,decreased the amountofthe food intake and the weightofmice with high fatdiet;SH2-Bβexpression in liverand kidney was downregulated,fatdeposition was reduced in liver and kidney,and the inflammation and injury induced by fat deposition was also decreased.It is suggested that SH2-Bβ regulates the weightgain through the centraleffectto regulate food intake and through the peripheraleffectto change fatdeposition.

    SH2-Bβ;obesity;weight;mice;intranasal administration

    R392.5;R562.2

    A

    0258-4646(2014)09-0809-05

    遼寧省教育廳高??蒲杏媱潱?0060890);沈陽醫(yī)學(xué)院優(yōu)秀人才資助(20073022)

    金韻(1963-),女,副教授,本科.

    齊金萍,E-mail:qijinping2013@163.com

    2014-05-09

    網(wǎng)絡(luò)出版時間:

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