營養(yǎng)性肥胖大鼠的脂代謝紊亂與下丘腦中增食欲素A的表達分析*

趙玉紅， 吳麗霞， 關 心， 王 偉， 趙玉巖

(1沈陽醫(yī)學院沈洲醫(yī)院檢驗科，遼寧 沈陽 110002；2中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院內分泌科，遼寧 沈陽 110001)

營養(yǎng)性肥胖大鼠的脂代謝紊亂與下丘腦中增食欲素A的表達分析*

趙玉紅1△， 吳麗霞1， 關 心1， 王 偉1， 趙玉巖2

(1沈陽醫(yī)學院沈洲醫(yī)院檢驗科，遼寧 沈陽 110002；2中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院內分泌科，遼寧 沈陽 110001)

目的： 研究營養(yǎng)性肥胖大鼠下丘腦中增食欲素(orexin A)表達與脂代謝紊亂的規(guī)律。方法高脂飲食誘導并評估營養(yǎng)性肥胖大鼠動物模型；采用化學發(fā)光免疫分析法和生化酶法測定大鼠血清胰島素(Ins)、甘油三酯(TG)和總膽固醇(TC)；應用實時定量PCR檢測下丘腦組織中orexin A mRNA的表達規(guī)律。結果大鼠高脂膳食飼養(yǎng)8周后，營養(yǎng)性肥胖大鼠的體重、體脂含量和Lee′s指數(shù)均高于對照組，血清Ins增加約50％，TG和TC分別增加約94％和43％(Plt;0.05)；營養(yǎng)性肥胖大鼠下丘腦中orexin A的mRNA表達減少約57 ％ (Plt;0.05),且orexin A的表達量與Lee′s指數(shù)、Ins、TG、TC呈顯著負相關，相關系數(shù)分別為r=-0.798 (Plt;0.05)、r=-0.868(Plt;0.05)、r=-0.981(Plt;0.05)和r=-0.815(Plt;0.05)。結論在大鼠高脂膳食誘導的營養(yǎng)性肥胖過程中，下丘腦orexin A的低表達和脂代謝紊亂均與營養(yǎng)性肥胖的發(fā)生密切相關。

增食欲素A；肥胖癥；脂代謝; 基因表達

肥胖是指進食熱量多于身體消耗量,以脂肪形式儲存于體內，目前已成為現(xiàn)代社會中最常見的營養(yǎng)障礙性疾病。肥胖是一種由食欲和能量調節(jié)紊亂引起的疾病,與基因、環(huán)境、膳食結構等多種因素有關,其發(fā)病原因與遺傳、中樞神經(jīng)異常、營養(yǎng)、內分泌功能紊亂等因素密切相關[1]。增食欲素A(orexin A)是由下丘腦組織中合成并分泌的一種神經(jīng)肽，通過其受體調節(jié)攝食、應激等多種生理過程，在肥胖和糖尿病發(fā)生中起重要作用[2]。但orexin A在肥胖病理狀態(tài)中的調控效應尚不清楚。本研究探討orexin A在營養(yǎng)性肥胖大鼠下丘腦組織中的表達與脂代謝的變化規(guī)律，以期闡明orexin 系統(tǒng)與機體脂類代謝紊亂的相關性和意義。

材 料 和 方 法

1營養(yǎng)性肥胖大鼠動物模型的建立與評價

2血糖和脂代謝檢測

應用微型血糖儀測定全血葡萄糖(blood glucose，BG)；采用化學發(fā)光免疫分析法(DPC)檢測大鼠血清胰島素(insulin，Ins)水平；采用生化酶法(Roche)大鼠血清甘油三酯(triglyceride，TG)和總膽固醇(total cholesterol，TG)。

3實時定量PCR分析下丘腦組織orexinAmRNA表達

大鼠喂養(yǎng)8周后，無菌條件下快速解剖其腦組織，將下丘腦定位區(qū)域(前邊界為乳頭體，后邊界為視交叉，深約2 mm)分離取出，按Total RNA Isolation System(Gibco)說明分離提取下丘腦總RNA。PCR反應引物序列如下: orexin A上游引物5’-CGG ATT GCC TCT CCC TGA GC-3’，下游引物5’-GCA ACC GCC ACC GCT TTA G-3’； β-actin上游引物5’-AGA GCT ACG AGC TGC CTG AC-3’，下游引物5’- AGT ACT TGC GCT CAG GAG GA -3’。應用Light-cycler real-time PCR儀(Roche)和Syber-Green RNA擴增試劑盒(Roche)，采用一步法進行RT-PCR反應，反應方案依據(jù)試劑盒操作步驟。反應條件為：逆轉錄55 ℃ 10 min,變性95 ℃ 40 s,循環(huán)條件為：95 ℃ 0 s，57 ℃ 10 s,72 ℃ 18 s，45個循環(huán)。熔解曲線分析條件為：95 ℃ 0 s，65 ℃ 10 s，95 ℃ 0 s，冷卻40 ℃ 30 s。分析時用pSV2- orexin作標準曲線，以β-actin為內參照。每個樣品做5次檢測，計算目的基因和β-actin的比值。

4統(tǒng)計學處理

結 果

1高脂膳食誘導大鼠脂代謝紊亂

高脂膳食喂養(yǎng)8周后，大鼠的體重、體脂含量和Lee′s指數(shù)均高于正常對照組，見表1；血清Ins增加約50％，TG和TC分別增加約94％和43％，見表2，差異顯著(Plt;0.05)。

表1 高脂膳食誘導營養(yǎng)性肥胖大鼠的脂代謝異常

2營養(yǎng)性肥胖大鼠下丘腦orexinA的表達及其相關性

高脂膳食喂養(yǎng)8周后，營養(yǎng)性肥胖大鼠下丘腦orexin A的mRNA的表達量比正常對照組減少57％ ，見表2，差異顯著(Plt;0.05)。統(tǒng)計學分析顯示，營養(yǎng)性肥胖大鼠orexin A的表達量與Lee′s指數(shù)、Ins、TG、TC呈顯著負相關，相關系數(shù)分別為r=-0.798 (Plt;0.05)、r=-0.868 (Plt;0.05)、r=-0.981(Plt;0.05)和r=-0.815 (Plt;0.05)；而orexin A的表達量與大鼠血糖及體脂含量無明顯相關性。

表2 高脂膳食誘導營養(yǎng)性肥胖大鼠的脂代謝與orexin A表達

討 論

肥胖是一種由食欲和能量調節(jié)紊亂引起的疾病，其發(fā)病原因與遺傳、中樞神經(jīng)異常、營養(yǎng)、內分泌功能紊亂等因素密切相關。有研究顯示，肥胖癥中許多內分泌、神經(jīng)、激素、細胞內等途徑失調[4]。近年來發(fā)現(xiàn)很多生物因子與肥胖及肥胖的發(fā)病機制有關，如游離脂肪酸、甘油、激素、致炎因子等[5]。Orexin A表達于涉及攝食行為的側下丘腦區(qū)域，參與能量代謝、心血管功能、激素平衡及睡眠/喚醒行為等多種生理或病理過程。Orexin A可以劑量依賴方式增加攝食[6]，是機體能量平衡調節(jié)網(wǎng)絡中的重要物質。本研究發(fā)現(xiàn)，高脂膳食誘導的營養(yǎng)性肥胖大鼠體內下丘腦中orexin的基因表達明顯增強，提示能量代謝異常可調節(jié)下丘腦功能，機體可能通過對orexin A基因表達的調節(jié)干預體內的脂類代謝。

Orexin A調控的因素還涉及其它內分泌和代謝的敏感因素。血清胰島素及脂代謝的變化都可能參與了orexin A的調節(jié)。下丘腦側部是攝食中樞，這個部位損傷可抑制進食，使體重下降，這表明該區(qū)域是調節(jié)進食和能量平衡的關鍵部位。對體質指數(shù)(BMI)為 19.8-59.0 的人進行血漿orexin A和瘦素測定，發(fā)現(xiàn) orexin A水平與BMI成負相關，瘦素水平與BMI呈正相關[7]。單純性肥胖及病態(tài)肥胖患者血漿orexin A水平明顯低于正常對照組，這一步說明orexin參與機體能量代謝調節(jié)[8]。Beck等[9]報告orexin A的表達與血清TG呈負相關。而Wortley等人[10]研究發(fā)現(xiàn)，有肥胖傾向大鼠的orexin A神經(jīng)元具有脂肪敏感性，對循環(huán)中的脂類產(chǎn)生應答，當機體處于高脂血癥狀態(tài)下，orexin A基因表達是增加的。這與本研究的結論相矛盾。我們認為，orexin A除中樞性增加攝食外，尚可通過外周對胰島素的直接刺激作用導致脂肪同化，最終引起肥胖、胰島素抵抗、脂代謝異常的發(fā)生和發(fā)展。脂代謝異常作為胰島素抵抗的一個重要標志，脂代謝與orexin A的之間更深層次的作用機制有待深入研究。

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HypothalamicexpressionoforexinAandlipidmetabolismdisorderinratswithalimentaryobesity

ZHAO Yu-hong1,WU Li-xia1,GUAN Xin1,WANG Wei1,ZHAO Yu-yan2

(1DepartmentofLaboratoryMedicine,TheSecondAffiliatedHospitalofShenyangMedicalCollege,Shenyang110002,China;2DepartmentofEndocrinology,FirstClinicalHospital,ChinaMedicalUniversity,Shenyang110001,China.E-mail：G572@sina.com)

AIM: To evaluate the effect of orexin A in rat hypothalamus on lipid metabolism disorder in rats with alimentary obesity induced by high-fat diet.METHODSThe rat model of alimentary obesity was induced by high-fat diet.The levels of insulin,triglyceride (TG) and total cholesterol (TC) in the serum were detected by luminescent immunoassay and enzymic method.The mRNA expression of orexin A in rat hypothalamus was determined by real-time PCR.RESULTSThere were statistically significant differences of weight,body fat content,and Lee′s index between high-fat diet group and control group after 8-week feeding of high-fat diet.Compared to control animals,the levels of insulin,TG and TC in the rats with alimentary obesity significantly increased by 50％,94％ and 43％,respectively (Plt;0.05).The expression of orexin A in rat hypothalamus significantly decreased by 57％,and had significant negative correlation with Lee′s index,insulin,TG and TC.Their correlation coefficients werer=-0.798 (Plt;0.05),r=-0.868 (Plt;0.05),r=-0.981(Plt;0.05) andr=-0.815 (Plt;0.05),respectively.CONCLUSIONAlimentary obesity and lipid metabolism disorder induced by high-fat diet are correlated with down-regulation of orexin A expression in rat hypothalamus.

Orexin A; Obesity; Lipid metabolism; Gene expression

1000-4718(2011)05-1000-03

R459.52

A

10.3969/j.issn.1000-4718.2011.05.032

2010-05-31

2011-03-14

國家自然科學基金資助項目(No.30872724)；遼寧省自然科學基金資助項目(No.20082116)；遼寧省科技攻關層次計劃資助項目(No.2008225009; No.2009225010-3)

△通訊作者 Tel：024-83282538;E-mail：G572@sina.com