维生素D3对高脂饮食诱导肥胖小鼠脂肪细胞脂滴生长的影响

Effect of vitamin D3 on lipid droplet growth in adipocytes of mice with HFD-induced obesity.

作者信息Jingjing Zhang, Yuanfan Zhang, Yong Zhou, Wenxin Zhao, Jialu Li, Dan Yang, Lian Xiang, Tingwan Du, Ling Ma
PMID37823117
发布时间2023-08-24
DOI10.1002/fsn3.3618

实验完整度

研究包含动物模型建立、药物干预、组织学分析、基因和蛋白表达检测等多层次实验,但缺乏功能验证和机制深入验证。

主要模型

高脂饮食诱导肥胖C57BL/6J小鼠 白色脂肪组织(附睾脂肪)

重点核对

小鼠品系:雄性5周龄C57BL/6J小鼠 高脂饮食(60%脂肪,TP23300)诱导肥胖 VitD3剂量:低剂量5650 IU/kg饲料、中剂量8475 IU/kg饲料、高剂量11300 IU/kg饲料 GW9662剂量:2 mg/kg体重,腹腔注射,隔天一次 干预时间:8周

摘要

维生素D通过PPARγ调控肥胖的作用已在脂肪细胞分化中得到证实。然而,维生素D是否通过影响体内PPARγ的表达来影响成熟脂肪细胞的形态大小尚不清楚。我们的假设是维生素D3(VitD3)通过抑制肥胖小鼠白色脂肪细胞中PPARγ的表达来抑制脂肪细胞大小的增长。将5周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为正常饮食组和高脂饮食组。10周后,两组体重差异为26.91%。将肥胖小鼠随机分为高脂饮食组、溶剂对照组、低剂量VitD3组(5000IU/kg·食物)、中剂量VitD3组(7500IU/kg·食物)、高剂量VitD3组(10000IU/kg·食物)和PPARγ拮抗剂组,干预持续8周。饮食诱导肥胖(DIO)小鼠喂养高剂量VitD3加剧了肥胖指标(体重、脂肪量、脂肪量率、白色和棕色脂肪细胞大小、ATGL和Fsp27的mRNA和蛋白水平),且低剂量组ATGL和Fsp27的蛋白水平降低。总之,高剂量VitD3可能通过抑制ATGL表达,从而抑制脂解,增加脂肪细胞体积,降低其储脂能力,导致Fsp27表达下降。因此,长期口服高剂量VitD3不一定能改善肥胖,我们需要更多的临床试验来探索VitD3在治疗肥胖患者VitD3缺乏症中的干预剂量和持续时间。

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
维生素D3是否通过抑制白色脂肪细胞中PPARγ的表达来影响肥胖小鼠脂肪细胞的大小?
核心机制
高剂量VitD3可能通过抑制ATGL表达,抑制脂解,导致脂肪细胞体积增大,储脂能力下降,Fsp27表达降低,从而加剧肥胖。
主要证据
动物实验中,高剂量VitD3组小鼠体重、脂肪量、脂肪细胞大小增加,ATGL和Fsp27的mRNA和蛋白水平降低,而PPARγ表达无变化。
研究意义
作者认为长期高剂量口服VitD3可能不利于改善肥胖,需要更多临床试验探索VitD3治疗肥胖患者缺乏症的合适剂量和持续时间。

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

建立饮食诱导肥胖小鼠模型

通过高脂饮食诱导小鼠肥胖,模拟人类肥胖的发生。

5周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为正常饮食和高脂饮食组,喂养10周,高脂组体重比正常组高20%以上者纳入后续实验。

2

VitD3干预

观察不同剂量VitD3对肥胖小鼠脂肪细胞大小、脂肪积累和代谢指标的影响。

将肥胖小鼠分为溶剂对照组、低、中、高剂量VitD3组和PPARγ拮抗剂组,进行为期8周的干预。

3

组织学和生化指标检测

评估脂肪组织形态和血清脂质、维生素D水平的变化。

取附睾脂肪组织进行H&E染色分析脂肪细胞大小,检测血清TG、TC、LDL、HDL和25(OH)D水平。

4

基因和蛋白表达检测

探究VitD3影响脂肪细胞大小的分子机制,检测脂解和脂滴相关基因的表达。

提取附睾脂肪组织RNA和蛋白,通过RT-qPCR和Western blot检测ATGL、Fsp27、PPARγ和FABP4的表达。

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
C57BL/6J小鼠北京华阜康生物科技股份有限公司--
正常饲料TP23302TROPHIC Animal Feed High-tech Co. Ltd.--
高脂饲料TP23300TROPHIC Animal Feed High-tech Co. Ltd.--
GW9662Cayman22978-25-2
全自动生化分析仪Mindray--
数码三目显微镜BA210DigitaLMotic--
Image-Pro Plus 6.0Media Cybernetics--
小鼠25(OH)D ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-0015c
动物总RNA提取试剂盒FOREGENERE-03011
PrimeScript RT试剂盒TAKARARR047A
RIPA裂解液BioTekePP1902
BCA蛋白定量试剂盒BioTekePP1002
SDS-PAGE凝胶SolarbioP1200
PVDF膜MilliporeISEQ00010
脱脂奶粉SolarbioP0216-300g
吐温20SolarbioT8220
抗兔IgG-HRP链接抗体CST7074S
ATGL抗体CST2439S
Fsp27抗体Abcamab213693
PPARγ抗体Abcamab209350
FABP4抗体CST2120S
β-actin抗体文中未明确说明4970T
GAPDH抗体Biossbs-10900R
凝胶成像系统BLT6000 plus

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
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、高脂饲料成分和脂肪供能比、诱导周期、肥胖判定标准(体重增加20%)
阅读提示:详见Methods部分2.1小节
VitD3干预
VitD3剂量(低、中、高)、干预时间、给药方式(混入饲料)、饲料辐照灭菌导致的损失率(13%)
阅读提示:详见Methods部分2.2小节和Figure 1
PPARγ拮抗剂处理
GW9662剂量、给药方式(腹腔注射)、频率(隔天一次)、溶剂(1% DMSO)
阅读提示:详见Methods部分2.2小节
组织学和生化检测
脂肪组织取材部位(附睾脂肪)、固定液、切片厚度、染色方法、放大倍数、每组动物数、图像分析方法、血清生化指标、25(OH)D检测方法
阅读提示:详见Methods部分2.3、2.4、2.5小节
基因和蛋白表达检测
RNA提取试剂盒、逆转录试剂盒、PCR条件、内参基因、Western blot抗体信息、蛋白上样量、重复次数
阅读提示:详见Methods部分2.6、2.7小节