CDK5介导的AMPK磷酸化对3T3-L1前脂肪细胞增殖及分化的影响

【立论依据】 AMPK是细胞及整体能量稳态的调控器。代谢综合征状态下,机体组织广泛存在AMPK活性下降,但AMPK如何失活仍存许多疑问。因此,弄清楚AMPK的失活机制对阐明代谢综合征的发病机制具有重要意义。 【设计思路】 有研究表明CDK5在肥胖小鼠脂肪组织中异常激活,AMPKα2的活性显著降低。同时,AMPKα2 345和529位丝氨酸满足Cdk5的底物一般都具有特定S/TPXK/R序列的条件。据此推测:活化的CDK5能够磷酸化AMPKα2 345和529位丝氨酸,进而抑制AMPKα2的活性,参与代谢综合征的发病。本课题拟在3T3-L1前脂肪细胞上研究Cdk5介导的AMPKα2蛋白磷酸化的作用,为代谢综合征和糖尿病的治疗提供新的思路。 【实验内容】 应用lipofectamine2000转染技术构建Cdk5 siRNA基因的脂肪细胞系3T3-L1-Cdk5 siRNA实验组及其阴性对照组细胞系3T-L1- Mock siRNA(Mock siRNA 为空siRNA转染),实验分为3T3-L1-Cdk5 siRNA组,3T-L1- Mock siRNA 组和3T-L1组,以AIMV无血清培养基培养3T3-L1细胞,使其自然增殖,于增殖第3天起用TNF-α作用于增殖中的3T3-L1细胞,之后每24小时以MTT法观察细胞增殖情况;采用含胰岛素、地塞米松与IBMX的分化培养基诱导分化3T3-L1细胞,于诱导分化第8天起用TNF-α作用于分化中的3T3-L1细胞,此后每3天以油红O染色并染料提取的半定量方法及细胞内甘油三酯测定的方法了解细胞内脂质含量;采用细胞Cdk5/P35和AMPKα2激酶活性定量检测试剂盒检测3T3-L1细胞中Cdk5和AMPKα2的活性,蛋白质印迹的方法检测3T3-L1细胞AMPKα2 ^S345 、AMPKα2 ^S529及AMPKα2^S345、⁵²⁹磷酸化水平。从而观察CDK5介导的AMPK磷酸化对3T3-L1前脂肪细胞增殖及分化的影响。 【材料】 3T3-L1前脂肪细胞,AIM-V medium,DMEM/F12 培养基,Cdk5 siRNA, AMPKα2激酶活性定量检测试剂盒,油红O, CO2细胞恒温培养箱。 【可行性】 Cdk5是脯氨酸引导的丝/苏氨酸蛋白酶,特异性磷酸化其底物蛋白的丝氨酸和苏氨酸位点。其磷酸化底物一般都有特定的S/TPXK/R序列。而人、大鼠和小鼠AMPKα2蛋白序列的自动抑制区345位丝氨酸和亚单元结合区域529位丝氨酸有共同的序列YLASSPPSGS 和TGSTLSSVSP,满足Cdk5的底物一般都具有特定的S/TPXK/R序列的条件,实验假设理论上具有可行性。 【创新性】 本课题以Cdk5介导AMPKα2磷酸化进而抑制其活性为切入点,探讨对3T3-L1前脂肪细胞增殖及分化的影响,具有一定的创新性。     

槟榔碱对3T3-L1前脂肪细胞增殖和分化的影响

目的探讨槟榔碱对3T3-L1前脂肪细胞增殖、分化的影响及其机制。方法采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法和油红O染色检测不同浓度(10、30、50、100μmol/L)的槟榔碱对3T3-L1前脂肪细胞增殖和分化的影响,荧光定量PCR检测过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)和CAA T/增强子结合蛋白α(C/EBPα)的表达。结果 10～100μmol/L槟榔碱作用3T3-L1前脂肪细胞12 h和24 h能促进3T3-L1前脂肪细胞增殖,且呈一定的量效关系。到分化的第9天,与对照组相比,50μmol/L槟榔碱组胞浆中的脂滴明显减少,同时PPARγ和C/EBPαmRNA表达水平显著降低。结论槟榔碱能促进3T3-L1前脂肪细胞的增殖、抑制其分化,其机制可能与PPARγ和C/EBPα的表达降低有关。     

染料木苷对3T3-L1脂肪细胞分化以及AMPK磷酸化的影响

目的观察染料木苷(Genistin,GIN)对3T3-L1前脂肪细胞细胞分化以及分化过程中腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)磷酸化程度的影响。方法用激素鸡尾酒法诱导3T3-L1前脂肪细胞分化,用MTT法观察GIN对细胞生存率的影响,以油红O染色法镜下观察3T3-L1前脂肪细胞分化的情况,并通过比色分析法检测GIN对细胞内脂滴堆积量的影响;用Western blotting方法分别检测对照组和给药组细胞分化过程中细胞中AMPK,P-AMPK(Thr172)蛋白表达量,借以计算AMPK磷酸化比率。结果分化诱导后,对照组脂肪细胞呈典型的成熟脂肪细胞表型,形成"戒指环"结构,经100μM GIN干预后,脂滴数量减少,体积减小,通过比色分析法量化后显示100μM GIN可减少胞内脂质的堆积(P<0.05)。与对照组相比,给药组从第4天开始上调p-AMPK(Thr172)/AMPK比率,并持续到第10天(P<0.05)。结论 GIN可通过激活AMPK抑制3T3-L1脂肪细胞分化。     

维拉帕米对前体脂肪细胞3T3-L1分化及脂质积聚的影响

目的:观察钙离子通道阻滞剂盐酸维拉帕米对3T3鄄L1前体脂肪细胞分化及脂质积聚的影响。方法:体外培养3T3鄄L1前体脂肪细胞,在常规诱导分化方案基础上加用维拉帕米(终浓度30μmol/L),采用油红O染色各分化时段脂肪细胞,计数含脂滴脂肪细胞数。结果:维拉帕米干预后,脂肪细胞分化速度低于正常对照,虽未影响脂滴出现的时间(第4天),但含脂滴脂肪细胞数均显著低于同期正常对照(P<0.001)。结论:维拉帕米具有抑制脂肪细胞分化及脂质积聚的作用。     

硒对3T3-L1前脂肪细胞增殖和分化的影响

目的:研究硒对3T3-L1前脂肪细胞增殖和分化的影响。方法:培养3T3-L1前脂肪细胞,分为对照组、低硒组、中硒组和高硒组(亚硒酸钠浓度分别为0、0.01、0.1和1μmol/L),采用四甲基偶氮唑盐比色(MTT)法检测硒对3T3-L1前脂肪细胞增殖的影响,利用油红O染色法测定硒对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响。结果:在增殖实验中,与对照组相比,各处理组的OD值降低,并具有剂量依赖性(P<0.05);在分化实验中,各处理组的OD值与对照组差异无统计学意义(P>0.05)。结论:硒能抑制3T3-L1前脂肪细胞的增殖,而对其分化无影响。     

硫酸软硫骨素对3T3-L1细胞增殖和分化的影响

目的 研究硫酸软骨素对3T3-L1前脂肪细胞增殖及分化的影响,并对其机制进行初步探讨.方法 噻唑蓝法观察0、5、10、25、50、100、200 mg/L浓度的硫酸软骨素对3T3-L1细胞增殖能力的影响;3T3-L1细胞由3-异丁基-1-甲基黄嘌呤、胰岛素和地塞米松联合诱导分化,实验组加入硫酸软骨素干预,诱导分化第8天油红O染色观察脂肪细胞分化程度;荧光定量PCR检测过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、CCAAT增强子结合蛋白(C/EBPα)和脂肪酸结合蛋白4(FABP4) mRNA表达水平;Western blot检测脂肪细胞分化过程中PPARγ、C/EBPα和Smad3蛋白表达.结果 硫酸软骨素对3T3-L1细胞的促增殖作用呈剂量和时间相关性,其中25 mg/L的硫酸软骨素作用24 h后对3T3-L1细胞的促增殖作用最大.硫酸软骨素能够抑制3T3-L1细胞成脂分化,减少脂滴聚集.并且硫酸软骨素能够下调PPARγ、C/EBPα和FABP4 mRNA,抑制PPARγ和C/EBPα、上调Smad3蛋白表达水平.结论 在适当浓度范围内硫酸软骨素具有促进3T3-L1细胞增殖作用,并通过激活Smad3、下调PPARγ和C/EBPα抑制成脂.     

中药调控3T3-L1脂肪细胞增殖、分化和糖脂代谢的研究进展

脂肪细胞的增殖、分化与肥胖和胰岛素抵抗等代谢性疾病有密切的关系,而传统中药在治疗各种疾病方面积累了丰富的实践经验。近年来许多研究以证明传统中药可通过调控脂肪细胞数量以及大小来改善某些代谢性疾病。脂肪细胞的形成是成纤维细胞样前脂肪细胞向成熟脂肪细胞转变的过程,脂肪的生成即是脂质的积累,需要依次激活众多转录因子。3T3-L1前脂肪细胞系是建立成熟脂肪细胞模型最为常用的细胞系之一,转变为成熟的脂肪细胞需要经历有丝分裂克隆扩增（MCE）阶段、终末分化阶段和分化为成熟脂肪细胞阶段。脂质代谢紊乱是引起肥胖和胰岛素抵抗等疾病的原因,许多中药通过抑制前脂肪细胞的增殖和分化,减少脂质的积累,改善或预防肥胖。胰岛素抵抗是2型糖尿病的早期症状、核心特征和主要发病机制之一。中药通过调控糖脂代谢,促进胰岛素信号转导,提高胰岛素敏感性,从而改善胰岛素抵抗。现总结近年来各种中药单体、单方或复方对3T3-L1细胞分化和代谢影响的研究,以及中药治疗肥胖和胰岛素抵抗等代谢性疾病机制的研究进展,旨在为传统中药治疗此类疾病提供参考。     

Obestatin抑制3T3-L1前脂肪细胞的增殖与分化

目的:观察obestatin对3T3-L1前脂肪细胞增殖分化的影响.方法:应用不同浓度的obestatin (10-8 、10-9 、10-10、10-11、10-12 mmol/L)和10-10 mmol/L ghrelin干预体外培养的3T3-L1前脂肪细胞,MTT法观察其对细胞增殖的影响,并与空白对照组比较;分别应用10-10 mmol/L obestatin和ghrelin全程干预3T3-L1前脂肪细胞分化成熟过程(分化第1～10日),采用油红O染色法鉴定脂肪细胞分化并测定分化成熟脂肪细胞的脂肪含量,RT-PCR法检测分化过程中及成熟脂肪细胞过氧化物酶体增殖物激活受体γ2(PPARγ2) mRNA的表达水平,并与对照组(加常规诱导剂)比较.结果:与空白对照组相比,不同浓度obestatin组细胞数量均明显降低(P＜0.05);10-10mmol/L obestatin连续作用10 d的3T3-L1前脂肪细胞与对照组相比,脂肪产量明显减少(P＜0.05);脂肪细胞分化过程中PPARγ2基因表达逐渐增多;在成熟脂肪细胞中,与对照组相比,obestatin组PPARγ2基因表达显著降低(P＜0.05).Ghrelin的作用与之完全相反.结论:Obestatin抑制3T3-L1前脂肪细胞的增殖和分化.     

3T3-L1前体脂肪细胞诱导分化方法优化的初步探讨

目的 观察不同诱导剂对3T3-L1前体脂肪细胞诱导分化的作用。方法 在经典鸡尾酒诱导剂成分基础上,根据不同诱导剂成分,将3T3-L1前体脂肪细胞分为4组：（1）对照组;（2）罗格列酮干预组;（3）吲哚美辛干预组;（4）罗格列酮和吲哚美辛联合干预组。在诱导前体脂肪细胞分化过程中,通过显微镜观察细胞形态学变化、油红O染色以及检测胞内和胞外三酰甘油含量,评价各组成脂效率。结果 罗格列酮和吲哚美辛单独干预组及联合干预组前体脂肪细胞诱导过程中更早出现脂滴,且形成的脂滴也较对照组多,而油红O染色进一步证实以上结果。采用Image Pro Plus 6.0软件统计经油红O染色后的脂滴,单个脂滴的平均直径、平均面积以及最大直径,罗格列酮干预组和联合干预组均大于对照组,而吲哚美辛干预组与对照组比较,差异无统计学意义（P>0.05）。三酰甘油含量检测,胞外三酰甘油含量4组比较,差异无统计学意义,但胞内三酰甘油含量联合干预组高于对照组[（0.77±0.07）mmol/g vs（0.19±0.02）mmol/g,P<0.05]。结论 优化经典鸡尾酒诱导方法,在原成分基础上加用过氧化物酶体增生因子活化γ型受体（peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR-γ）激动剂罗格列酮,可显著提高3T3-L1前体脂肪细胞的诱导效率。     

雌激素相关受体α特异性抑制剂XCT-790对成骨细胞株MG-63增殖分化的影响

[目的]探讨雌激素相关受体α(ERRα)特异性抑制剂XCT-790对成骨细胞增殖分化的影响.[方法]采用CCK-8试剂检测XCT-790对细胞活力的影响,茜素红染色检测XCT-790对成骨细胞矿化能力的影响,流式细胞仪检测XCT-790对细胞内游离钙离子浓度的影响.[结果]XCT-790可显著降低成骨细胞的活力(P<0...     

维生素D及其受体对3T3-L1前脂肪细胞分化影响的分子机制

前脂肪细胞增殖、分化过度是肥胖的一个重要病理机制。早在20多年前就已发现维生素D可以抑制3T3-L1前脂肪细胞系分化成熟,相关的分子机制近几年有了新的进展。3T3-L1分化是一个受多种基因蛋白调节的具有严格时序性的过程,现已证实维生素D与其受体结合后作用于3T3-L1分化早期的分子事件,如减少PPARγ配体形成,减少CCAAT/增强子结合蛋白βmRNA的表达,抑制C/EBPβ的转录活性,同时也作用于晚期分子事件,如抑制C/EBPα和PPARγ的mRNA表达等,通过影响这些重要分子发挥其抑制作用。     

杜仲对大鼠骨髓间充质干细胞增殖的影响

【目的】探讨杜仲对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖的影响。【方法】分别取10日龄SD大鼠胫骨、股骨的骨髓,过滤离心后将所得BMSCs进行体外单层培养、扩增,采用DMEM培养基,37℃、体积分数5%CO2条件培养。在细胞达到80%～90%融合时,使用2.5 g/L胰酶消化传代。将传代细胞分别置于空白血清培养液(对照组)、杜仲水提取物含药血清及杜仲醇提取物含药血清培养液进行培养,观察细胞在3种条件下的形态、贴壁生长、增殖、集落等情况,采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法绘制生长曲线,比较3种培养条件下达到100%融合的时间。【结果】杜仲水提取物组、杜仲醇提取物组对大鼠BMSCs增殖的影响显著高于空白血清对照组(P<0.05),且杜仲醇提取物组作用优于杜仲水提取物组(P<0.05)。【结论】杜仲对大鼠BMSCs增殖具有一定促进作用。     

银屑灵全方及拆方对角质形成细胞HaCaT增殖的影响

[目的]观察银屑灵全方及拆方时角质形成细胞HaCat增殖的影响,寻找银屑灵的有效组成.[方法]采用正交试验法将银屑灵全方拆分为12个组合方,选用脂多糖(LPS)为刺激因子,建立人角质形成细胞HacaT体外过度增殖模型,采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测银屑灵全方及各拆方组不同浓度及作用时间对HacaT细胞增殖的影响.[...     

梓醇与小檗碱及其配伍对胰岛素抵抗3T3-L1脂肪细胞的影响

目的观察梓醇与小檗碱及其配伍对地塞米松诱导的胰岛素抵抗3T3-L1脂肪细胞葡萄糖消耗、转运及这一过程中过氧化物体增殖物激活受体(PPAR-γ)mRNA表达的影响。方法采用地塞米松诱导胰岛素抵抗细胞模型,分别给予罗格列酮、小檗碱、梓醇、梓醇 小檗碱进行干预,以葡萄糖氧化酶法检测培养液中葡萄糖消耗量,以2-脱氧-[3H]-D-葡萄糖摄入法观察葡萄糖的转运率,以RT-PCR检测PPAR-γmRNA的表达。结果含或不含10nmol/L胰岛素的条件下,梓醇、小檗碱及其配伍组胰岛素抵抗脂肪细胞的葡萄糖消耗量和转运率较模型组明显改善(P<0.05、0.01),配伍组效应优于梓醇、小檗碱单药组(P<0.05、0.01);且小檗碱组及配伍组PPAR-γmR-NA的表达降低(P<0.05、0.01)。结论梓醇、小檗碱均能增加葡萄糖消耗和转运,改善胰岛素抵抗,其作用不依赖胰岛素的存在,且小檗碱及两药配伍还能下调脂肪细胞PPAR-γmRNA的表达水平,提示梓醇、小檗碱改善胰岛素抵抗的作用机制可能与罗格列酮不同。     

杨梅素联合围脂滴蛋白对脂肪细胞脂解的影响

目的 研究杨梅素（Myric）与围脂滴蛋白（PLIN1）联合作用对3T3-L1 脂肪细胞脂解的影响。 方法 常规培养及诱导分化3T3-L1 前脂肪细胞,筛选出Myric 最佳干预浓度和时间。Myric 联合sh-RNA 干 扰载体对已诱导分化成熟的3T3-L1 脂肪细胞进行联合干预,实验共分为四组：联合干预组（Myric+sh-RNA）、 转染组（sh-RNA）、杨梅素组（Myric）和空白组。采用油红O 进行脂滴染色,观察脂滴形态;采用酶学方法 检测细胞中三酰甘油（TG）和甘油含量,了解细胞脂解情况;采用Western blot 检测脂肪细胞中PLIN1A、三 酰甘油脂肪酶（ATGL）和激素敏感性脂肪酶（HSL）的表达量。结果 以浓度为100 μmol/L 的Myric 干预 72 h 时,细胞内TG 含量最低,甘油含量最高,脂解效果最佳,与其他浓度和干预24 h 比较,差异有统计学意义 （P <0.05）。联合干预后,与Myric 组和sh-RNA 组比较,Myric+sh-RNA 组细胞内TG 含量下降,甘油含量升 高,脂滴形态变小,数量减少,差异有统计学意义（P <0.05）。同时,Myric+sh-RNA 组PLIN1A 蛋白表达量降低, ATGL 和HSL 蛋白表达量升高,差异有统计学意义（P <0.05）。结论 Myric 联合PLIN1 可以更有效降低PLIN1 表达量,提高ATGL 与HSL 的表达量,从而提高脂解效率。     

白藜芦醇对3T3-L1脂肪细胞线粒体生物合成的影响

目的通过研究白藜芦醇(resveratrol,Res)对3T3-L1脂肪细胞线粒体生物合成的影响,探讨其在细胞能量代谢中的作用。方法诱导3T3-L1前脂肪细胞分化,分别设置对照组和10、20、40μmol/L的Res干预组,油红O染色观察细胞内脂质蓄积情况,透射电镜观察细胞内线粒体的数量和形态,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测线粒体合成过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptorγ,PPARγ)、过氧化物酶体增殖物激活受体共激活因子(peroxisome proliferato-activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)、含PR结构域的锌指蛋白16(PR domain-containing 16,PRDM16)的表达水平。结果 Res干预导致10、20、40μmol/L组细胞内的脂质蓄积量与对照组相比分别减少了10.7%、38.9%、62.9%(P均0.01);细胞内的线粒体数量增加,体积增大;细胞内PPARγ、PGC-1α、PRDM16蛋白表达水平增加。其中10μmol/L组PPARγ、PGC-1α的表达量为对照组的(1.91±0.38)、(1.59±0.10)倍(P0.01),20μmol/L组PPARγ、PGC-1α和PRDM16的表达量为对照组的(3.76±0.28)、(1.61±0.15)和(1.30±0.10)倍(P0.01),40μmol/L组PPARγ、PRDM16的表达量为对照组的(3.88±0.31)、(1.22±0.13)倍(P0.05)。结论 Res可能通过促进3T3-L1细胞线粒体的生物合成,减少其脂质蓄积,从而提升细胞能量代谢水平。