二甲双胍改善高脂饮食诱导的肥胖小鼠的肝脏脂肪变性并增强自噬诱导

Metformin ameliorates hepatic steatosis and improves the induction of autophagy in HFD‑induced obese mice.

作者信息Min Li, Antara Sharma, Chunyan Yin, Xinrui Tan, Yanfeng Xiao
PMID28560428
发布时间2017-07
DOI10.3892/mmr.2017.6637

实验完整度

包含动物模型、组织学、免疫组化、RT-qPCR等多层级实验,但缺少体外或机制验证,主要观察表型和分子标志物变化。

主要模型

高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型 肝脏组织 附睾白色脂肪组织

重点核对

C57BL/6小鼠,高脂饮食喂养12周,二甲双胍150 mg/kg/d腹腔注射最后4周 肝脏和eWAT的LC3和AMPK表达水平通过免疫组化和RT-qPCR检测 食物摄入量每日记录,体重每周记录 血清甘油三酯和转氨酶水平测定

摘要

本研究旨在探讨二甲双胍对肥胖小鼠模型肝脏和脂肪组织中自噬诱导的影响。C57BL/6J小鼠给予高脂饮食(HFD)12周以诱导肥胖相关的肝脏脂肪变性,并在HFD喂养的最后4周通过腹腔注射二甲双胍(150 mg/kg/d)治疗。每周记录体重,治疗期间每日记录食物摄入量。收集肝脏和脂肪组织进行组织学和分子分析。结果显示,二甲双胍显著降低HFD小鼠的体重而不改变食物摄入量,特别是在附睾白色脂肪组织(eWAT)中。二甲双胍治疗改善了HFD诱导的肝脏脂肪变性和血清甘油三酯水平,这与二甲双胍治疗后肝脏中微管相关蛋白1轻链3(LC3)和AMP活化蛋白激酶(AMPK)表达水平的显著增加一致。然而,与HFD小鼠相比,二甲双胍抑制了eWAT中LC3的表达而不改变AMPK的表达。总之,二甲双胍降低了HFD诱导的肥胖小鼠的体重和肝脏脂肪变性,而不改变食物摄入量。二甲双胍治疗的效果可能归因于肝自噬诱导的改善和脂肪组织自噬诱导的抑制。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
二甲双胍是否影响肥胖个体肝脏和脂肪组织的脂质代谢,且是否与自噬诱导的改善有关?
核心机制
二甲双胍通过AMPK依赖途径上调肝脏自噬,而通过AMPK非依赖途径抑制脂肪组织自噬,从而改善肝脏脂肪变性。
主要证据
在HFD诱导的肥胖小鼠中,二甲双胍治疗显著降低体重、改善肝脂肪变性和血清TG水平,同时上调肝脏LC3和AMPK表达,抑制eWAT中LC3表达。
研究意义
为二甲双胍治疗/预防肥胖相关肝脂肪变性提供了实验依据,提示其可作为有效干预手段。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物模型建立与分组处理

建立HFD诱导的肥胖小鼠模型,并评估二甲双胍的干预效果。

雄性C57BL/6小鼠分为正常饮食组、高脂饮食组和高脂饮食+二甲双胍组,高脂饮食喂养12周,二甲双胍组在最后4周给予150 mg/kg/d腹腔注射。

2

体重、食物摄入和脂肪组织重量监测

评估二甲双胍对体重和食物摄入的影响。

每周记录体重,治疗期间每日记录食物摄入量,处死后称量附睾、肾周和棕色脂肪组织重量。

3

血清生化指标检测

检测二甲双胍对血清甘油三酯和转氨酶水平的影响。

禁食8小时后采集血液,检测血清TG、AST和ALT水平。

4

肝脏组织学分析

评估二甲双胍对肝脂肪变性的影响。

肝脏组织固定、包埋、切片,进行H&E染色,观察脂质积累。

5

免疫组化检测LC3和AMPK表达

检测肝脏和eWAT中LC3和AMPK蛋白表达水平。

肝脏和eWAT切片进行LC3和AMPKα2免疫组化染色,使用BIOSS抗体,定量分析阳性面积。

6

RT-qPCR检测mRNA表达

检测肝脏和eWAT中LC3和AMPK的mRNA水平。

从组织提取RNA,逆转录cDNA,用SYBR Green进行qPCR分析,以GAPDH为内参。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
LC3抗体BIOSSbs-8878R
AMPKα2抗体BIOSSbs-2771R
山羊血清ZSGB-BIO--
过氧化物酶标记的山羊抗兔二抗ZSGB-BIOSP-9001
TRIzol试剂Invitrogen15596-026
PrimeScript RT试剂盒Takara BioRR820A
SYBR Premix Ex Taq IITakara BioRR820A
Bio-Rad iQ5实时荧光定量PCR系统Bio-Rad--
Q550CW图像采集与分析系统Leica--
SPSS 18.0SPSS--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型和分组
C57BL/6雄性小鼠,3周龄,高脂饮食(47.5%脂肪)喂养12周,二甲双胍150 mg/kg/d腹腔注射最后4周,对照组正常饮食(20.8%脂肪)
阅读提示:Materials and methods - Animals
药物处理
二甲双胍溶解于0.9%盐水,每日9:00腹腔注射,剂量150 mg/kg/d
阅读提示:Materials and methods - Drugs
组织学和免疫组化
切片厚度5 µm,LC3抗体1:200,AMPKα2抗体1:100,抗原修复10分钟,3% H2O2处理,37°C孵育15分钟,一抗4°C过夜,二抗37°C 15分钟
阅读提示:Materials and methods - Histological analyses with hematoxylin and eosin (H&E) staining, and immunohistochemistry
基因表达分析
RNA提取使用TRIzol,cDNA合成使用PrimeScript RT试剂盒,qPCR使用SYBR Premix Ex Taq II,反应体系20 µl,循环条件:95°C 5s变性,60°C 20s退火,72°C 30s延伸,40个循环,内参GAPDH,2^-ΔΔCt法
阅读提示:Materials and methods - Reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) analysis