脂肪细胞Septin-7抑制致肥性脂肪生成并促进脂解以预防肥胖

Adipocyte Septin-7 attenuates obesogenic adipogenesis and promotes lipolysis to prevent obesity.

作者信息Liran Xu, Chao Yang, Kaidan Pang, Ying Zhang, Yu He, Siyu Liu, Huijing Tian, Zehua Shao, Siyu Wang, Xingqian Liu, Ting Li, Yapeng Cao, Luqin Yan, Jinjin Liu, Yanan Wang, Yongxin Li, Wei Zhao, Youhua Wang, Yang Yan, Shengpeng Wang
PMID40015624
期刊Mol Metab
发布时间2025-05
DOI10.1016/j.molmet.2025.102114

实验完整度

包含体内模型(诱导性脂肪细胞SEPT7敲除小鼠、代谢笼、mTmG谱系追踪、GTT/ITT)和体外模型(3T3-L1细胞siRNA敲低及SOCE抑制),并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

诱导性脂肪细胞特异性SEPT7缺陷小鼠(Adipoq-CreERT2; SEPT7fl/fl) 3T3-L1前脂肪细胞 高脂饮食(HFD)诱导的肥胖小鼠模型 人脂肪组织样本(BMI<30与BMI>40)

重点核对

HFD喂养16周诱导肥胖 他莫昔芬诱导Cre重组酶表达,腹腔注射5天 异丙肾上腺素诱导的脂解测定:10 nmol/L ISO,37°C孵育2小时 GTT:腹膜内注射2 mg/g(CD)或2.75 mg/g(HFD)葡萄糖 ITT:腹膜内注射胰岛素0.75 mU/g

摘要

目的:白色脂肪组织(WAT)的扩张在肥胖发展中起重要作用。细胞骨架重塑直接影响脂肪生成程序,然而具体机制仍不清楚。在此,我们确定了Septin-7(SEPT7),一种细胞骨架组分,在调节饮食诱导的WAT脂肪生成、脂肪生成和脂解过程中的关键作用。方法:使用可诱导的脂肪细胞特异性SEPT7缺陷小鼠构建高脂饮食(HFD)诱导的肥胖模型。通过免疫荧光、异丙肾上腺素诱导的脂解测定、葡萄糖耐量试验和胰岛素耐量试验评估SEPT7对脂肪细胞形态、数量和代谢能力的影响。建立脂肪细胞mTmG报告系以追踪体内脂肪生成。诱导前脂肪细胞3T3-L1细胞以探索SEPT7在脂肪细胞分化中的作用。使用qRT-PCR和Western-blot研究siRNA介导的SEPT7敲低3T3-L1细胞中PPARγ、C/EBPα和HSL的表达。结果:在致肥性的人和鼠脂肪细胞中SEPT7表达显著诱导。成熟白色脂肪细胞中缺乏SEPT7的小鼠在喂食HFD时表现出前脂肪细胞向成熟脂肪细胞分化缺陷,导致脂肪细胞增大、WAT炎症增加和脂解减少,从而导致WAT质量增加、肝脏脂肪积累和葡萄糖耐量受损。机制上,我们确定SEPT7抑制钙库操纵的钙内流(SOCE)并通过靶向PPARγ、C/EBPα和HSL调节脂肪细胞脂肪生成和脂解。结论:我们证明了SEPT7负调控脂肪生成同时促进脂解,其抑制驱动WAT扩张和代谢健康受损。

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
SEPT7在饮食诱导的脂肪生成、脂肪生成和脂解中的作用及其机制
核心机制
SEPT7通过抑制SOCE进而下调PPARγ和C/EBPα并上调HSL,从而负调控脂肪生成并促进脂解
主要证据
HFD喂养的Ad-Sept7-KO小鼠显示更大的脂肪细胞、WAT炎症增加、脂肪生成增加、脂解减少,并出现葡萄糖耐量受损和肝脏脂肪沉积;3T3-L1细胞中siRNA敲低SEPT7后SOCE增强、PPARγ和C/EBPα上调、HSL下调,而BTP2抑制SOCE可逆转这些效应
研究意义
该研究表明SEPT7可能是治疗肥胖的新治疗靶点

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

建立SEPT7表达与肥胖的关联

探究SEPT7在肥胖个体和肥胖小鼠脂肪细胞中的表达变化

利用单细胞测序数据库分析人和小鼠脂肪细胞SEPT7表达;在HFD诱导的肥胖小鼠和人脂肪组织中进行qRT-PCR、Western blot和免疫荧光检测SEPT7表达

2

构建脂肪细胞特异性SEPT7敲除小鼠模型

生成诱导性脂肪细胞特异性SEPT7缺陷小鼠以研究其功能

将Adipoq-CreERT2小鼠与SEPT7fl/fl小鼠杂交,并通过他莫昔芬诱导Cre重组酶介导SEPT7缺失

3

评估SEPT7缺失对肥胖发展的影响

检测SEPT7缺失对HFD诱导的肥胖、脂肪组织形态和代谢的影响

对HFD喂养16周的Ad-Sept7-KO和对照小鼠进行体重、脂肪垫重量、H&E染色、CLS计数、脂肪细胞大小和数量测量;进行代谢笼实验评估能量消耗

4

评估体内脂肪生成和脂解

确定SEPT7缺失对脂肪生成和脂解的影响

使用mT/mG谱系追踪分析体内脂肪生成;通过异丙肾上腺素诱导的脂解测定评估脂肪细胞脂解能力

5

评估代谢表型

检测SEPT7缺失对葡萄糖稳态和肝脏脂肪代谢的影响

进行GTT、ITT、肝脏H&E和BODIPY染色以及血脂和肝脂生化测定

6

体外验证SEPT7在脂肪细胞分化中的作用

在3T3-L1细胞中验证SEPT7对脂肪生成和脂解相关基因表达和功能的影响

siRNA介导SEPT7敲低后,通过BODIPY染色观察脂滴,测量SOCE,检测PPARγ、C/EBPα和HSL表达,进行ISO诱导的脂解测定;并使用BTP2抑制SOCE进行机制验证

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
BODIPYInvitrogenD3922
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清BI--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
Opti-MEM培养基ThermoFisher--
Trizol试剂Invitrogen15596018
cDNA合成试剂盒BioRad170-8891
通用SYBR Green混合液BioRad172-5122
StepOne Plus实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
OCT包埋剂Tissue-Tek4583
牛血清白蛋白SigmaV900933
Triton X-100SolarbioT8200
PPARγ抗体CST2443S
C/EBPα抗体Proteintech29388-1-AP
HSL抗体CST4107S
SEPT7抗体Proteintech13818-1-AP
DAPIThermo Fisher Scientific--
封片剂Vector Laboratories--
RIPA裂解液Cell Signaling9806
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Roche04906837001
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
ECL检测系统BioRad--
血糖仪(Accu-Chek Aviva)Roche--
总胆固醇检测试剂盒Nanjing JianchengA111-1-1
甘油三酯检测试剂盒Nanjing JianchengA110-1-1
高密度脂蛋白胆固醇检测试剂盒Nanjing JianchengA112-1-1
低密度脂蛋白胆固醇检测试剂盒Nanjing JianchengA113-1-1
Promethion代谢笼Sable Systems International--
Fluo-4钙指示剂----
8孔腔室盖玻片系统Cellvis--
BTP2(选择性SOCE抑制剂)Selleck--
Image-Pro Plus 6.0软件Media Cybernetics--

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
基因敲除小鼠模型
他莫昔芬给药方案(剂量和途径)
阅读提示:Methods 2.1 and Figure 2B
高脂饮食诱导肥胖
HFD喂养持续时间、饮食类型
阅读提示:Methods 2.1, Figure legends 2E and 3B
体外脂肪细胞分化
分化培养基组成、胰岛素浓度(1 μg/ml和5 μg/ml)、时间
阅读提示:Methods 2.3
siRNA敲低
siRNA序列、转染试剂、浓度(20 pmol)、孵育时间
阅读提示:Methods 2.4
SOCE测定
Fluo-4负载、钙浓度(1.2 mmol/L、1.3 mmol/L EGTA、1.25 μmol/L thapsigargin、2 mmol/L钙回补)、BTP2浓度(10 μmol/L)
阅读提示:Methods 2.12 and Figure 6D-F