在2型糖尿病肥胖模型db/db小鼠中,右侧肾上腺的类固醇生成高于左侧

Higher Steroid Production in the Right Adrenal Gland Compared to the Left One in db/db Mice, a Model of Type 2 Diabetic Obesity.

作者信息Rengui Saxu, Qiming Luo, Yong Yang, Harvest F Gu
PMID39408986
发布时间2024-10-03
DOI10.3390/ijms251910658

实验完整度

包含形态学、组织学、转录组学、血清代谢组学、肾上腺类固醇分析及RT-qPCR验证等多个独立证据层级,并涉及功能验证。

主要模型

db/db小鼠(C57BLKS-Leprdb) db/+对照小鼠(C57BLKS-Leprdb/+)

重点核对

小鼠品系:db/db(C57BLKS-Leprdb)和db/+(C57BLKS-Leprdb/+) 年龄:11周龄雄性小鼠 组别:db/db vs db/+,左右肾上腺比较 样本量:每组6只(组织学和IHC 5-6只) 关键基因验证:RT-qPCR验证Star、Cyp11a1、Hsd3b1、Cyp21a1、Cyp11b1、Cyp11b2、Shh、Ptch1等

摘要

脊椎动物从中枢结构到外周成对内分泌器官均表现出左右不对称。然而,成对内分泌腺的不对称性及其病理后果在很大程度上仍不清楚。肾上腺是神经内分泌系统中一对外周终末器官,负责在刺激下产生类固醇激素。本研究调查了瘦素受体缺陷的db/db小鼠左右肾上腺的偏侧不对称性。首先,形态学和组织学检查显示,db/db小鼠的肾上腺质量和肾上腺皮质体积显著高于非糖尿病对照小鼠。然后,进行了肾上腺转录组学和血清代谢组学分析。肾上腺类固醇分析显示,db/db小鼠右侧肾上腺的皮质酮和醛固酮水平是左侧的两倍。db/db小鼠中与肾上腺再生和神经支配相关的多个基因的表达减少,而类固醇激素分泌增加。此外,对不对称肾上腺发育中的形态发生素的检查显示,Shh及其受体基因Ptch1存在显著差异表达。总之,本研究提供了db/db小鼠右侧肾上腺存在更优类固醇生成的证据,并提示Shh信号可能在2型糖尿病及其并发症的肾上腺不对称反应中发挥重要作用。

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
db/db小鼠左右肾上腺在类固醇生成方面是否存在不对称性,以及其潜在机制是什么?
核心机制
Shh信号通路可能通过其受体Ptch1调节肾上腺的不对称发育和类固醇生成,在右侧肾上腺中Shh表达较高。
主要证据
形态学与组织学显示db/db小鼠右侧肾上腺皮质体积和包膜厚度更大;转录组学和RT-qPCR显示类固醇生成相关基因表达不对称,Shh在右侧表达更高;肾上腺类固醇分析显示右侧皮质酮和醛固酮水平约为左侧的两倍。
研究意义
该发现可能有助于管理涉及肾上腺功能障碍的2型糖尿病及各种内分泌疾病。

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

形态学与组织学分析

比较db/+和db/db小鼠左右肾上腺的形态和组织学差异。

使用体视显微镜观察肾上腺形状,测量肾上腺重量、体积、皮质体积、髓质体积、包膜厚度等参数,并进行H&E染色和油红O染色评估脂质储存。

2

免疫组织化学分析

比较左右肾上腺不同区域标志物的表达。

对肾上腺切片进行STAR、CYP11B1、TH和PNMT抗体的免疫组化染色,并计算H-score。

3

转录组分析

鉴定左右肾上腺差异表达基因并富集相关通路。

提取肾上腺总RNA,进行RNA测序,分析DEGs,进行KEGG和GO富集分析,构建PPI网络。

4

RT-qPCR验证

验证类固醇生成和肾上腺干细胞维持相关基因的表达。

对关键基因(Star, Cyp11a1, Hsd3b1, Cyp21a1, Cyp11b1, Cyp11b2, Shh, Abcb1b, Acsl1, Bmp4, Ptch1, Rspo3)进行RT-qPCR检测。

5

血清代谢组学

比较db/+和db/db小鼠血清代谢物差异,尤其是类固醇激素。

对血清样本进行LC-MS分析,鉴定差异代谢物,进行PCA和OPLS-DA分析,并进行KEGG通路富集。

6

肾上腺类固醇分析

定量比较左右肾上腺中类固醇激素的水平。

每组10个肾上腺合并为一个样本,提取类固醇,使用LC-MS/MS进行绝对定量,比较左右肾上腺和不同基因型之间的类固醇水平。

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
Motic SMZ-168体视显微镜Motic Germany GmbH--
Leica Aperio VESA8全切片病理扫描仪Leica Biosystems--
Image J Fiji软件----
油红O染色液Sigma--
兔抗STAR抗体Proteintech12225-1-AP
小鼠抗CYP11B1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-377401
兔抗TH抗体Abcamab137869
兔抗PNMT抗体GeneTexGTX114098
TRIZOL试剂Invitrogen--
NanoPhotometer分光光度计IMPLEN--
Qubit 2.0荧光计Life Technologies--
安捷伦2100生物分析仪系统Agilent Technologies--
Truseq RNA样本制备试剂盒Illumina--
Novaseq 6000测序平台Illumina--
超高效液相色谱ExionLC ADSciex--
QTRAP液相色谱-质谱联用系统Sciex--
ACQUITY UPLC HSS T3 C18色谱柱Waters--
AB 6500+ QTRAP液相色谱-质谱联用系统Sciex--
Phenomenex Kinetex C18色谱柱Phenomenex--
小鼠胰岛素ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-M1382c
异氟烷RWD Life Science--

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
db/db小鼠(C57BLKS-Leprdb)和db/+对照小鼠(C57BLKS-Leprdb/+),11周龄雄性
阅读提示:Materials and Methods, 4.1. Morphological and Histological Analysis
组织学分析
样本量每组6只,切片厚度5μm,使用三个最大赤道面量化面积
阅读提示:Materials and Methods, 4.2. H&E and Oil Red O Staining
免疫组织化学
样本量每组5只,抗体稀释度:STAR 1:200, CYP11B1 1:50, TH 1:500, PNMT 1:400
阅读提示:Materials and Methods, 4.3. Immunohistochemistry
转录组分析
RNA-seq建库试剂盒和测序平台,差异表达阈值FC>1.2, FDR<0.001
阅读提示:Materials and Methods, 4.4. Transcriptomic Analysis
代谢组学
血清体积50μL,LC-MS系统条件(色谱柱、流动相、梯度),差异代谢物标准VIP≥1, |Log2FC|≥1
阅读提示:Materials and Methods, 4.6. Serum Metabolomics
肾上腺类固醇分析
每组10个肾上腺合并为一个样本,LC-MS/MS系统(AB 6500+ QTRAP),绝对定量43种类固醇代谢物
阅读提示:Materials and Methods, 4.7. Adrenal Steroid Profiling