11β-羥基類固醇脫氫酶1型抑制劑對高脂血癥大鼠肝臟、脂肪和骨骼肌脂代謝基因的影響

吳國瓊 林 梅 郭菲菲 楊艷群 張 雨 候亞莉 邱 璇 鄧春地 袁惠萍

(華中科技大學同濟醫學院附屬武漢普愛醫院內分泌科，湖北 武漢 430034)

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11β-羥基類固醇脫氫酶1型抑制劑對高脂血癥大鼠肝臟、脂肪和骨骼肌脂代謝基因的影響

吳國瓊 林 梅 郭菲菲 楊艷群 張 雨 候亞莉 邱 璇 鄧春地 袁惠萍

(華中科技大學同濟醫學院附屬武漢普愛醫院內分泌科，湖北 武漢 430034)

目的 探討11β-羥基類固醇脫氫酶1型(11β-HSD1)抑制劑BVT 2733對高脂血癥大鼠肝臟、脂肪和骨骼肌脂代謝基因表達的影響。方法 采用高脂飲食喂養建立高脂血癥大鼠模型。將40只高脂血癥大鼠隨機分為模型組和BVT 2733(20 mg/kg)組，每組20只。另取20只普通飼料喂養的SD大鼠作對照組。分別觀察BVT 2733對甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)水平的影響，并測定肝臟和腎周、大網膜及睪周脂肪組織脂肪含量，測定腓腸肌組織中Rev-erba、FAT/CD36、SCD1及CPT1 mRNA的表達水平。結果 BVT 2733治療后，高脂血癥大鼠的TG、TC和LDL-C明顯低于模型組(P<0.05)，并且肝臟和內臟脂肪的脂肪含量明顯低于模型組(P<0.05)，腓腸肌組織中Rev-erba mRNA水平明顯低于模型組(P<0.05)，FAT/CD36、SCD1及CPT1 mRNA水平明顯高于模型組(P<0.05)。結論 BVT 2733可改善高脂血癥大鼠的血脂及脂蛋白水平紊亂，降低肝臟脂肪含量并穩定骨骼肌脂代謝基因表達，提示抑制11β-HSD1活性對高脂血癥相關的肝臟、脂肪組織和骨骼肌異常脂質代謝有一定改善作用。

11β-羥基類固醇脫氫酶1型抑制劑；高脂血癥；肝臟脂質代謝；骨骼肌脂代謝基因

肥胖人群中高脂血癥的發病率高達50%以上〔1〕。高脂血癥可增加冠心病、高血壓、動脈硬化性血管病、2型糖尿病的發生和病死率。肥胖癥的脂代謝異常發生機制較多。國內外學者僅分別就11β-羥基類固醇脫氫酶1型(11β-HSD1)在肥胖癥、2型糖尿病患者及動物模型中的作用及相關機制做過初步研究，證實在脂代謝異常時11β-HSD1參與高脂血癥的形成〔2～4〕，但11β-HSD1在高脂血癥模型肝臟及骨骼肌脂代謝中的作用尚不清楚。本研究擬探討11β-HSD1抑制劑BVT 2733對高脂血癥大鼠肝臟脂代謝及骨骼肌脂代謝基因表達的影響。

1 材料與方法

1.1 主要材料 11β-HSD1抑制劑BVT 2733購自美國MCE公司，油紅 O、蘇木素-伊紅(HE)染色液購自美國Sigma公司，QuantiTect SYBR Green PCR、QuantiTect Probe PCR kits試劑盒購自德國Qiagen公司，β-actin(NM_013200)、Rev-erbα(NM _145775)、SCD1(NM _139192)、FAT/CD36(NM_031561)、CPT1(NM_013200)引物均購自上海生工公司。

1.2 動物分組及大鼠模型建立 選取200～220 g SD雄性大鼠40只，采用高脂飲食飼養6 w誘導高脂血癥大鼠模型。將這40只模型大鼠隨機分為模型組和BVT 2733組，每組20只，其中BVT 2733組每天接受20 mg/kg BVT 2733灌胃處理，連續4 w，而模型組僅接受等體積生理鹽水灌胃處理。另取20只普通飼料喂養的SD大鼠作對照組。本研究所用大鼠購自上海斯萊克實驗動物有限公司。

1.3 血脂及脂蛋白水平檢測 治療4 w后腹主動脈取血5 ml，加入不含抗凝劑的離心管中，靜置10 min后分離血清，采用Olympus AU 400型全自動生化儀檢測血清甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)、載脂蛋白(Apo)AI和 Apo B水平。

1.4 肝臟組織病理學觀察 取新鮮肝臟組織3～4塊，修剪成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的組織塊，采用OTC包埋劑包埋，常規油紅O染色后，采用Image-Pro Plus 5.0圖像處理和分析軟件分析肝臟脂肪含量。

1.5 脂肪組織重量與HE 染色觀察 采集腎周、大網膜和睪周脂肪組織，采用濾紙吸干表面附著組織液后稱量各部分重量。將取得的脂肪組織，用 4%多聚甲醛緩沖液固定后，依次經脫水、透明、包埋及染色后，采用Image-Pro Plus 5.0軟件計算脂肪細胞平均面積。

1.6 骨骼肌組織中脂代謝相關基因的表達情況 分離大鼠腓腸肌，將其置于EP管(1.5 ml)中，置于液氮中研磨，提取骨骼肌組織中總RNA，采用熒光實時定量PCR法檢測Rev-erbα、SCD1、FAT/CD36及CPT1 mRNA的表達情況。按照QuantiTect SYBR Green PCR試劑盒說明書操作擴增。

1.7 統計學分析 采用SPSS20.0軟件，兩組間均數比較采用t檢驗，多組間均數比較采用單因素分析。

2 結 果

2.1 各組大鼠的血脂水平比較 與對照組比較，模型組的TG、TC及LDL-C水平均升高，HDL-C水平降低(P<0.05)；BVT 2733處理后TG、TC及LDL-C水平均低于模型組，HDL-C水平高于模型組(P<0.05)，且與對照組仍有統計學差異(P<0.05)。見表1。

2.2 各組大鼠的載脂蛋白水平比較 與對照組比較，模型組的Apo AI、Apo AI/Apo B水平降低，Apo B水平升高(P<0.05)；BVT 2733處理后的Apo AI、Apo AI/Apo B高于模型組，Apo B水平低于模型組(P<0.05)，但與對照組仍有統計學差異(P<0.05)。見表2。

2.3 各組大鼠的肝臟脂肪含量比較 對照組的肝臟脂肪含量比為(0.17±0.03)%，低于模型組的(32.59±4.23)%(P<0.05)；BVT 2733處理后肝臟脂肪含量比為(19.82±2.47)%，低于模型組(P<0.05)，但仍高于對照組(P<0.05)。

2.4 各組大鼠脂肪分布比較 與對照組比較，模型組的腎周、大網膜、睪周脂肪墊重量及脂肪總量均升高(P<0.05)；BVT 2733處理后腎周、大網膜、睪周脂肪墊重量及脂肪總量均低于模型組(P<0.05)，且與對照組仍有差異(P<0.05)。見表3。

2.5 各組大鼠脂肪細胞形態學觀察 模型組的脂肪細胞面積為(15.72±0.87)×104μm2，高于對照組的(11.39±1.26)×104μm2(P<0.05)；BVT 2733組的脂肪細胞面積為(12.93±1.53)×104μm2，低于模型組，但仍高于對照組(P<0.05)。

2.6 各組大鼠骨骼肌代謝基因表達情況比較 與對照組比較，模型組骨骼肌中Rev-erba mRNA水平降低，FAT/CD36、SCD1及CPT1 mRNA水平升高(P<0.05)；BVT 2733處理后Rev-erba mRNA水平高于模型組，其余3個基因的mRNA水平低于對照組(P<0.05)；除CPT1外，BVT 2733組骨骼肌的Rev-erba、FAT/CD36及SCD1 mRNA水平與對照組仍有統計學差異(P<0.05)。見表4。

表1 各組大鼠的血脂水平比較

與對照組比較：1)P<0.05；與模型組比較：2)P<0.05；下表同

表2 各組大鼠Apo水平比較

表3 各組大鼠各部位脂肪墊重量及脂肪組織總量比較

表4 各組大鼠骨骼肌代謝基因的表達情況±s,n=20)

3 討 論

11β-HSD1是機體中重要的糖皮質激素代謝酶，可使無活性的可的松轉變為有活性的氫化可的松，從而調節多種物質代謝〔5〕。我們前期的實驗發現，高血糖可以直接促進胰島β細胞上的11β-HSD1表達增加，與在肝細胞上作用類似，這種葡萄糖對11β-HSD1的直接作用提示葡萄糖可能是一個促進細胞內合成皮質酮的重要代謝信號，具有啟動局部組織糖皮質激素代謝的作用〔6〕。研究表明11β-HSD1在調節脂肪細胞活動及脂肪代謝中發揮重要〔7～9〕，故針對11β-HSD1的治療策略可能有一定效果。

本研究結果提示高脂血癥模型制備成功。經BVT 2733處理后TG、TC、LDL-C水平降低，而HDL-C水平升高，提示抑制11β-HSD1活性具有良好的降血脂效果。脂蛋白在血脂調控中發揮重要作用，Apo B主要存在LDL-C表面，在介導細胞識別和攝取LDL-C中發揮重要作用〔10〕，而Apo AI為HDL-C的主要結構蛋白，Apo B及Apo AI水平可用于反映LDL-C和HDL-C水平〔11〕。本研究進一步發現抑制11β-HSD1活動對降低高脂血癥大鼠Apo B水平及升高Apo AI水平有較好的效果，更加證實了11β-HSD1參與調控高脂血癥大鼠脂質代謝的作用。

脂質代謝紊亂可引起肝臟細胞內脂肪過度蓄積，如不及時控制可引起肝臟脂肪化〔12〕。高脂血癥大鼠接受BVT 2733處理后，肝臟脂肪比例降低，提示抑制11β-HSD1 可促進肝臟脂質代謝合成，改善脂質降解紊亂。此外，BVT 2733處理后高脂血癥大鼠的各部位脂肪墊重量及脂肪組織總量較模型大鼠均降低，且脂肪細胞面積減少，為11β-HSD1調控高脂血癥脂質代謝提供了直接證據。

骨骼肌是能量物質儲存的主要外周組織，也是脂肪酸氧化代謝最活躍的部位之一。在骨骼肌脂質代謝過程，多個與脂代謝有關的基因參與其中。有研究〔13〕表明，骨骼肌中的11β-HSD1有代謝疾病緩解的作用，高血糖KK/Ta小鼠中，11β-HSD1抑制骨骼肌胰島素受體底物mRNA表達增加，減少參與脂質代謝的基因。Rev-erba是脂代謝調節的核心作用因子，將其敲除后小鼠可出現脂代謝異常〔14〕。FAT/CD36是脂肪酸跨膜轉運的關鍵轉運體，可將循環脂肪酸轉運至肌細胞，促進胞內脂質合成及脂肪的氧化代謝〔15〕。SCD1為多不飽和脂肪酸轉化成單不飽和脂肪酸反應的關鍵限速酶，該反應可為肌細胞內脂質合成提供底物〔16〕。CPT1是脂肪酸β氧化的限速酶，在長鏈脂酰CoA的酯酰基轉移至肉堿合成脂酰肉堿過程中發揮催化作用，最終轉運至線粒體內膜參與β氧化〔17〕。本研究發現高脂血癥大鼠肌細胞中脂質過載導致代謝異常，同時也增加了誘發胰島素抵抗的風險；抑制11β-HSD1后以上指標獲得改善，進一步提示11β-HSD1在維持肌細胞脂質動態平衡中起到重要作用，可能與其調節脂肪跨膜轉運及氧化代謝等環節有關。

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〔2015-11-13修回〕

(編輯 徐 杰)

武漢市衛生局科技課題(WX13C16)

林 梅(1970-)，女，博士，主要從事糖尿病、甲狀腺疾病、骨質疏松及肥胖等研究。

吳國瓊(1975-)，女，在讀碩士，主治醫師，主要從事內分泌疾病研究。

R589.2

A

1005-9202(2016)22-5527-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.22.015