何婷 楊歷新 王葉 米娜

（1．青海大學(xué)研究生院，青海 西寧810000；2．青海省人民醫(yī)院，青海 西寧810000）

肥胖是指體內(nèi)脂肪堆積過(guò)多和（或）分布異常，體重增加，進(jìn)而引發(fā)一系列的病理生理過(guò)程及臨床表現(xiàn)，如冠心病、焦慮抑郁、腫瘤、代謝綜合癥等［1－3］。肥胖的主要特征之一就是脂肪組織的過(guò)度堆積，尤以白色脂肪組織（White Adipose Tissue，WAT）為著。脂肪組織因其來(lái)源、分布、作用機(jī)制等不同而被分為白色脂肪組織及棕色脂肪組織（Brown Adipose Tissue，BAT）。WAT 主要分布于內(nèi)臟及皮下，其主要功能是用于儲(chǔ)存能量，BAT 在寒冷情況下可通過(guò)“非顫栗性產(chǎn)熱”維持體溫［4－5］。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，WAT 可通過(guò)多重機(jī)制轉(zhuǎn)化為BAT，進(jìn)而起到產(chǎn)熱及減重的作用。其中，解耦聯(lián)蛋白－1（Uncoupling Protein－1，UCP－1）是BAT 特異性表達(dá)蛋白，是BAT 形成和活性評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。UCP－1將線粒體氧化與磷酸化解偶聯(lián)后，代謝脂肪酸，產(chǎn)生能量，維持體溫，這對(duì)于新生兒、嚙齒類動(dòng)物十分重要［6］。肥胖已經(jīng)嚴(yán)重影響到了人類的健康和生活質(zhì)量，因此如何減輕與控制體重成為研究的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。目前，減重的主要方法有外科性手術(shù)、中西醫(yī)藥物、運(yùn)動(dòng)及飲食控制等，但大多副作用大、依叢性差而獲益有限［7－8］，因而尋求一種療效佳、依從性好的減重方法已經(jīng)成為了現(xiàn)代醫(yī)務(wù)工作者的使命。有報(bào)道指出：低氧暴露可減少體脂含量，冷暴露可誘導(dǎo)白色脂肪棕色化（browning of white fat）、棕色脂肪組織分化［9－11］，但低氧聯(lián)合冷暴露的復(fù)合環(huán)境對(duì)體脂含量的變化及白色脂肪棕色化的報(bào)道尚少。本文主要觀察低氧／冷暴露的復(fù)合環(huán)境對(duì)WAT 中UCP－1表達(dá)的影響，進(jìn)而探討白色脂肪棕色化的調(diào)控機(jī)制。報(bào)告如下。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 低氧實(shí)驗(yàn)組選擇在青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院高原醫(yī)學(xué)研究中心低壓氧艙（中航風(fēng)雷，DXY－3000）進(jìn)行模擬。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為實(shí)驗(yàn)中所用動(dòng)物為SPF 級(jí) 健 康♂Sprague Dawley 大 鼠［SCXK（陜）2017－003，購(gòu)自西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心］20只，雄性，10～12周齡，體脂量（6．20±5.48），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義可以對(duì)比（P＞0．05）。分組見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)分組情況表

1.2 實(shí)驗(yàn)方法 （1）每天觀察4組大鼠精神狀態(tài)及活動(dòng)情況，每周測(cè)量體重。①N：常氧常溫下飼養(yǎng)4周；②NT／H：在常溫的環(huán)境下進(jìn)行連續(xù)4周的低氧暴露（4h／d，5d／w）；③NH／C：在常氧的環(huán)境下進(jìn)行連續(xù)4周冷暴露（24h／d，7d／w）；④H／C 組：在低氧及冷暴露環(huán)境下進(jìn)行連續(xù)4 周的低氧暴露（4 h／d，5d／w）及冷暴露（24h／d，7d／w）。（2）動(dòng)物取材及處理：①取材及保存：4周后，大鼠禁食18h經(jīng)乙醚麻醉后稱體重，分離腎周白色脂肪組織，并冷凍于－80 ℃；②總RNA 提取和熒光定量PCR 檢測(cè)白色脂肪組織UCP－1的表達(dá)：稱重0．5g的白色脂肪破碎，利用Trizol試劑（Invitrogen，15596026）從大鼠白色脂肪中提取總RNA，進(jìn)行RNA 反轉(zhuǎn)錄，PCR 擴(kuò)增，觀察解偶聯(lián)蛋白1（UCP－1）基因的表達(dá)量，應(yīng)用ΔΔCT 法分析結(jié)果。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21．0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，計(jì)量資料采用±s）表示，多組間數(shù)據(jù)比較用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD 法，計(jì)數(shù)資料以率或構(gòu)成比表示，統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)采用卡方檢驗(yàn)，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)α＝0．05。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)后各組大鼠的體重 見(jiàn)表2。

表2 各組大鼠體重情況表（±s）

表2 各組大鼠體重情況表（±s）

備注：＊與正常對(duì)照組相比較；＃與常氧／冷暴組相比較；＆ 與常溫／低氧組相比較

分組 體重正常對(duì)照組343．00±22.71常溫／低氧組 318．80±34.60＊常氧／冷暴露組 302.80±17．45＊低氧／冷暴露組 290．80±14.20＊＃＆P＜0．05

2.2 實(shí)驗(yàn)后各組大鼠腎周白色脂肪組織中UCP－1的表達(dá) 見(jiàn)表3。

表3 各組大鼠腎周白色脂肪UCP－1的表達(dá)（±s）

表3 各組大鼠腎周白色脂肪UCP－1的表達(dá)（±s）

備注：＊與正常對(duì)照組相比較；＃與常氧／冷暴組相比較；＆與常溫／低氧組相比較。

組別 n UCP－1正常對(duì)照組5 1.43±0．06常溫／低氧組 5 1.64±0．04＊常氧／冷暴露組 5 1.68±0．04＊低氧／冷暴露組 5 1.93±0．03＊＃＆F 120．97 P＜0．05

3 討 論

2009年Cypess等人利用18F脫氫葡萄糖正電子發(fā)射斷層顯像（18FDG－PET）技術(shù)證實(shí)BAT 存在于成人體內(nèi)，且其含量與體重指數(shù)（BMI）呈負(fù)相關(guān)，尤其 是 在 老 年 人 中［12］；Van Marken lLiehtenbelt等［13］研究表明BAT 經(jīng)過(guò)寒冷暴露后確實(shí)存在于人體內(nèi) 并 發(fā) 揮 產(chǎn) 熱 作 用；Yoneshiro 等［14］發(fā) 現(xiàn)，BAT參與了寒冷引起的全身能量消耗的增加，從而維持體溫及控制體重；Watanabe等研究［15］表明了，寒冷對(duì)BAT 刺激所引起的RNA 的生成和基因的表達(dá)比WAT 更大；Zamboni研究表明在高山跋涉過(guò)程中體重降低由去脂體重和體脂同步降低所致；Schwartz和Reynolds的報(bào)道指出低氧訓(xùn)練［16］和高山跋涉［17］的過(guò)程中體重降低主要由體脂降低所致；Workman等研究說(shuō)明單純常壓低氧暴露后，超重久坐青年男性脂肪氧化供能增加44%，基礎(chǔ)代謝率增加16%［18］；格日力等的研究顯示平原人暴露在海拔3 500m 以上之后體重顯著減輕，體重越高者，體重減輕的程度越大，與常氧環(huán)境相比較，自然高原環(huán)境和人工模擬低氧暴露更容易減輕體重、減少體脂含量，并可能伴隨有去脂體重和體內(nèi)水含量的變化［19］。綜上研究表明經(jīng)低氧暴露環(huán)境后，體脂消耗加快，體重明顯減輕；冷暴露不僅能高度選擇性地刺激皮下脂肪UCP－1表達(dá)和產(chǎn)熱活性，還能提高棕色脂肪活性［20－21］。但目前尚無(wú)研究證實(shí)低氧與冷暴露的復(fù)合環(huán)境是否對(duì)白色脂肪棕色化有增強(qiáng)效應(yīng)。

本研究通過(guò)建立低氧與冷暴露的復(fù)合環(huán)境，發(fā)現(xiàn)寒冷暴露聯(lián)合低氧暴露后，肥胖大鼠白色脂肪組織中UCP－1的表達(dá)增高，表明低氧／冷暴露后，棕色脂肪細(xì)胞形成明顯增加，代謝加快，產(chǎn)熱活性加大。我們考慮低氧／冷暴露后脂肪組織中PRDM16 與PPARγ2的通路使UCP－1高表達(dá)，促進(jìn)棕色脂肪組織分化及白色脂肪棕色化。主要原因?yàn)橐环矫婧浔┞痘虻脱醣┞犊赡艽龠M(jìn)了PRDM16與PPARγ2的結(jié)合，并抑制了前體細(xì)胞向白色脂肪細(xì)胞的轉(zhuǎn)化；另一方面PRDM16的高表達(dá)又促進(jìn)了白色脂肪中UCP－1的表達(dá)，出現(xiàn)了白色脂肪棕色化的傾向。我們認(rèn)為可通過(guò)對(duì)適應(yīng)低氧和寒冷的自然環(huán)境，調(diào)控脂代謝相關(guān)基因的表達(dá)，促使白色脂肪棕色化、激活棕色脂肪組織的功能，最后通過(guò)消耗脂肪來(lái)產(chǎn)熱，從而改善脂代謝狀態(tài)，減輕體重。