脂肪因子血清类黏蛋白通过AMPK通路减轻脂肪组织纤维化

The adipokine orosomucoid alleviates adipose tissue fibrosis via the AMPK pathway.

作者信息Peng-Yuan Wang, Jia-Yi Feng, Zhen Zhang, Yi Chen, Zhen Qin, Xian-Min Dai, Jie Wei, Bo-Han Hu, Wei-Dong Zhang, Yang Sun, Xia Liu
PMID33875797
发布时间2022-02
DOI10.1038/s41401-021-00666-9

实验完整度

高

包含体内模型(HFD小鼠、db/db小鼠、ORM1敲除小鼠)和体外细胞模型(3T3-L1成纤维细胞),并通过AMPK抑制剂验证机制,涉及组织学、Western blot、qPCR等多层级验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠高脂饮食诱导肥胖模型 LepR缺陷db/db小鼠 ORM1基因敲除小鼠 3T3-L1成纤维细胞

重点核对

ORM给药剂量:50 mg/kg/day,腹腔注射,连续7天 细胞处理浓度:TGF-β1 5 ng/mL,ORM 10 μg/mL,dorsomorphin 1 μmol/mL,处理24小时 动物品系:8周龄雄性C57BL/6J、db/db、ORM1敲除小鼠 HFD喂养周期:60%高脂饮食,喂养12周(图3)或21周(图1)

摘要

脂肪组织中细胞外基质(ECM)的过度沉积被定义为脂肪组织纤维化,是肥胖和2型糖尿病等代谢紊乱的主要诱因。抗纤维化治疗在代谢紊乱的治疗中备受关注。血清类黏蛋白(ORM)是一种主要由肝脏产生的急性期蛋白,也是一种脂肪因子。在本研究中,我们探讨了ORM对脂肪组织纤维化的影响及其潜在机制。我们发现,ORM1缺陷小鼠表现出肥胖表型,表现为脂肪组织中胶原蛋白过度沉积,以及金属蛋白酶(MMP-2、MMP-13、MMP-14)和金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3)等ECM调节因子表达升高。在高脂饮食(HFD)喂养的小鼠和瘦素受体(LepR)缺陷的db/db小鼠中,连续7天给予外源性ORM(50 mg·kg−1·d−1,腹腔注射)可减轻这些异常表达。同时,ORM给药刺激了AMP激活蛋白激酶(AMPK)磷酸化,并降低了小鼠脂肪组织中转化生长因子-β1(TGF-β1)的水平。在TGF-β1处理的3T3-L1成纤维细胞中,ORM(10 μg/mL)改善了纤维化相关基因的受损表达谱,而选择性AMPK抑制剂dorsomorphin(1 μmol/mL)消除了这些效应。总之,我们的结果表明ORM通过AMPK激活在脂肪组织中发挥直接抗纤维化作用。ORM有望成为治疗脂肪组织纤维化的新靶点。

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
ORM是否参与调节脂肪组织纤维化及其潜在机制。
核心机制
ORM通过激活AMPK通路,抑制TGF-β1水平,进而减少胶原和ECM调节因子的表达,减轻脂肪组织纤维化。
主要证据
ORM1缺陷小鼠表现出肥胖和脂肪组织纤维化表型;外源性ORM减轻轻HFD和db/db小鼠的纤维化;在TGF-β1诱导的3T3-L1细胞中,ORM减轻纤维化标志物表达,AMPK抑制剂dorsomorphin逆转该效应。
研究意义
ORM被鉴定为脂肪组织纤维化的新型调节因子,有望成为治疗脂肪组织纤维化的新靶点。

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

体内模型构建与表型分析

观察ORM1缺失对小鼠脂肪组织纤维化的影响。

使用21周龄雄性ORM1敲除小鼠和野生型对照,通过MRI测量体成分和脂肪分布,通过H&E染色、Masson三色染色检测胶原沉积,检测羟脯氨酸水平及纤维化基因表达。

2

外源ORM给药对肥胖小鼠纤维化的影响

验证外源ORM是否缓解肥胖小鼠脂肪组织纤维化。

对HFD诱导肥胖小鼠和db/db小鼠给予ORM(50 mg/kg/day,腹腔注射,连续7天),然后检测脂肪组织中胶原和ECM调节因子的mRNA和蛋白表达。

3

体外细胞模型验证

验证ORM对TGF-β1诱导的纤维化的直接抑制作用及其AMPK依赖性。

在3T3-L1成纤维细胞中,用TGF-β1诱导纤维化,同时用ORM和/或AMPK抑制剂dorsomorphin处理,检测纤维化相关基因和蛋白表达。

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
血清类黏蛋白Sigma-Aldrich--
DMEM培养基----
胎牛血清----
转化生长因子-β1----
蛋白酶抑制剂混合物Kangchen--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
I型胶原抗体Abcamab34710
III型胶原抗体Abcamab7778
VI型胶原抗体BeyotimeAF2740
TIMP-1抗体Biossbs-0415R
TIMP-2抗体Biossbs-0416R
TIMP-3抗体Biossbs-0417R
MMP-2抗体Biossbs-0412R
MMP-13抗体Biossbs-0575R
MMP-14抗体Biossbs-51028M
LOX抗体Biossbs-15492R
α-平滑肌肌动蛋白抗体Biossbsm-33188M
微管蛋白抗体BeyotimeAT819-1
GAPDH抗体BeyotimeAF5009
Odyssey红外荧光成像系统Li-Cor--
RNAiso Plus试剂Takara--
PrimeScript RT预混液Takara--
Fast Start Universal SYBR Green预混液Roche--
小动物体成分分析系统NiumagMesoMR23-60H
核磁共振分析仪NiumagMesoQMR23-060H-I
羟脯氨酸检测试剂盒Sangon BiotechD799573-0050
Cy3标记的山羊抗兔二抗BeyotimeA0516
山羊抗小鼠Alexa Fluor 488二抗BeyotimeA0568
DAPI染料BeyotimeC1006
Leica SP5共聚焦激光扫描显微镜LeicaSP5

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
小鼠品系、性别、周龄、喂养条件(HFD比例、持续时间);ORM给药剂量、途径、时间;对照组设置
阅读提示:Materials and methods: Animals; Figure legends for Fig. 1, 3, 4, 5
细胞模型
细胞系、培养条件、血清饥饿时间、TGF-β1浓度、处理时间、ORM和dorsomorphin浓度、共处理方式
阅读提示:Materials and methods: Cell culture; Figure legend for Fig. 6
分子检测
抗体来源、货号、稀释比例;qPCR内参基因、引物来源;Western blot上样量;RNA提取量
阅读提示:Materials and methods: Western blotting, RNA quantification