双酚A对儿童脂肪组织11β-HSD1的调控及其机制的探讨

论文摘要

肥胖的发生与遗传和环境因素密切相关。生活环境的巨变是导致近年肥胖发生率急剧上升的重要原因。双酚A（BisphenolA，BPA）是一种环境内分泌干扰物，广泛存在于人类日常生活中，如婴儿奶嘴、奶瓶、玩具、食品包装盒、袋等的制造。儿童特殊的生活饮食习惯使得他们更容易暴露于这些环境污染物。美国疾病控制和预防中心调查发现约92.6%受调查者尿液中可检测到BPA，并且儿童体内的浓度高于成人。早期BPA暴露能够增加子代体重、加速脂肪细胞分化，增加脂质积聚，但导致肥胖发生的分子机制并不清楚。业已知，糖皮质激素（Glucocorticoid，GC）对脂肪细胞分化、脂质积聚、能量平衡有重要的调节作用，而11-羟基类固醇脱氢酶1型（11β-hydroxysteroiddehydrogenate type1，11β-HSD1）能够使无活性GC转化为有活性GC，是GC在组织局部发挥功能的决定性因素。11β-HSD1的过表达与中心性肥胖和胰岛素抵抗密切相关，类固醇激素、脂源性细胞因子、炎症因子等肥胖相关因子通过上调11β-HSD1表达促进脂质积聚，而11β-HSD1特异性抑制剂，则明显减少脂肪组织GC水平，改善肥胖和胰岛素抵抗。因此，11β-HSD1是连接肥胖与胰岛素抵抗的重要枢纽。BPA作为一种重要的环境致肥因子，其是否通过11β-HSD1调控，进而促进脂质积聚？如果是，BPA作用的浓度效应如何，通过什么途径调控11β-HSD1？开展上述问题的研究，不仅有助于认识环境相关浓度BPA的暴露对儿童脂肪组织局部GC代谢的影响及可能的分子机制，也为今后预防和控制BPA在生活环境中的浓度，减少BPA早期暴露对后续健康的影响提供科学的依据。目的：1.观察不同浓度BPA对儿童腹部网膜（Omental，OM）脂肪组织和人脂肪细胞11β-HSD1表达和酶活性的调控作用；2.探讨低浓度BPA调节11β-HSD1，促进脂肪细胞分化和脂质积聚的机制和可能的受体途径。方法：1. BPA作用下儿童内脏脂肪组织11β-HSD1表达和酶活性选取腹部手术儿童（男童：年龄3.2～9.8岁，BMI SDS-0.80～0.91，n=7；女童：年龄3.0～13.2岁，BMI SDS-0.86～1.02，n=10）OM脂肪组织进行体外培养，分别与10nM、1μM、80μM的BPA孵化24小时，收集脂肪组织，用real-time PCR的方法检测11β-HSD1，过氧化物酶体增生物激活受体-γ（peroxisome proliferator activatedreceptor-γ，PPAR-γ）和脂蛋白酯酶（lipoprotein lipase，LPL）mRNA表达水平，放射免疫分析法检测脂肪组织11β-HSD1酶活性。2. BPA调节11β-HSD1促进脂质积聚的机制应用3-异丁甲基黄嘌呤（3-isobutyl-1-methyxanthine，MIX）、地塞米松、胰岛素、罗格列酮联合方案，诱导人内脏前脂肪细胞株（Human Preadipocyte-visceral，HPA-v）分化，观察不同阶段BPA处理对11β-HSD1，PPAR-γ和LPL mRNA表达的影响：（1）前脂肪细胞增殖阶段，加入BPA（10nM、1μM、80μM）作用24小时；（2）诱导分化第4天，加入BPA（10nM、1μM、80μM）持续作用至细胞成熟；（3）诱导分化第6天，加入低浓度BPA（10nM）或11β-HSD1抑制剂生胃酮（carbenoxolone，CBX）或两者联合作用至第18天；（4）前脂肪细胞增殖阶段，加入BPA（10nM）或糖皮质激素受体（Glucocorticoid Receptor，GR）抑制剂米非司酮（Mifepristone，RU486）或两者联合作用24小时。培养结束，收集细胞。用real-time PCR的方法检测脂肪细胞相关基因mRNA表达水平，用油红染色的方法观察成熟脂肪细胞脂质形态。结果：1.10nM、1μM、80μM BPA均显著上调儿童脂肪组织11β-HSD1mRNA表达（P<0.05），但仅10nM及80μM BPA增加脂肪组织11β-HSD1酶活性（P<0.05）。伴随11β-HSD1表达水平上升，PPAR-γ和LPL mRNA表达亦显著上调（P<0.05）。2. HPA-v脂肪细胞分化末期，油红O染色显示，对照组和BPA处理组（10nM，1μM，80μM）脂滴阳性率分别为45%、67%、49%和89%。10nM和80μM BPA处理组脂肪细胞11β-HSD1, PPAR-γ和LPL mRNA表达水平明显增加（P<0.05），而1μM BPA处理组其上调作用明显低于10nM和80μM（P<0.05）。3.10nM BPA联合11β-HSD1抑制剂CBX，可抑制BPA对脂肪细胞PPAR-γ和LPL的上调效应，并减少脂肪细胞脂滴的形成（P<0.05）。10nM BPA联合GR抑制剂RU486，能够阻断BPA对前脂肪细胞11β-HSD1的上调作用（P<0.05）。结论：低剂量的BPA上调儿童脂肪组织11β-HSD1的表达，放大组织局部GC活性，促进脂肪细胞分化和脂质积聚。GR是BPA调节11β-HSD1的重要途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 研究对象与方法
• 一、 儿童脂肪组织的培养
• 二、 人前脂肪细胞的培养及诱导分化
• 三、主要仪器
• 四、11β-HSD1、PPAR-γ 和 LPL mRNA 表达水平的检测
• 五、脂肪组织 11β-HSD1 酶活性测定方法
• 六、 统计分析
• 结果
• 一、BPA 对儿童脂肪组织 11β-HSD1，PPAR-γ 及 LPL 表达的影响
• 二、BPA对人脂肪细胞11β-HSD1，PPAR-γ及LPLmRNA表达的影响
• 讨论
• 1. 低浓度BPA暴露增加脂肪组织的11β-HSD1表达和酶活性
• 2. BPA促进脂肪细胞分化和脂质积聚作用
• 3、BPA通过11β-HSD1介导促进脂肪细胞的分化和脂质生成
• 4、GR是BPA调节11β-HSD1的重要途径
• 小结
• 参考文献
• 缩略语表
• 综述
• 综述1
• 参考文献
• 综述2
• 参考文献
• 附录
• 致谢