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逆针“丰隆”穴对大鼠肥胖的预防作用及对转录因子过氧化物酶体增值物激活受体γ的影响

2019-02-27吴佳璟朱文妍孙亦农朱世鹏

中国全科医学 2019年6期
关键词:瘦素脂肪组织高脂

吴佳璟,朱文妍,孙亦农,朱世鹏

逆针灸是针灸的一种,“逆”指未至而迎之,属于针灸中的“未病先防”,是指在疾病还未发生或是即将要发生之前预先予以针刺治疗,激发经络之气以预防疾病的发生或者减轻疾病的程度。肥胖是多种疾病如糖尿病、心血管疾病、癌症等的危险因素,对于肥胖的预防和治疗一直是临床研究热点和难点。大量研究证实针灸在肥胖的治疗上有独特的优势[1],然而逆针灸对肥胖是否有预防作用及其可能的相关机制尚未可知。本研究拟通过观察逆针“丰隆穴”对大鼠肥胖、瘦素抵抗以及脂肪组织中转录因子过氧化物酶体增值物激活受体γ(PPAR-γ)水平的影响,探讨逆针灸防治肥胖的分子机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 实验时间:2016年5—7月。4周龄SPF级雄性大鼠24只,体质量110~120 g,由南京中医药大学实验动物中心提供,随机分为模型组、逆针组和空白组,每组8只。明暗周期12 h,自由饮食和饮水,环境温度24 ℃,湿度40%~50%,普通饲料适应性饲养7 d后,模型组和逆针组进行高脂饲料喂养,空白组进行普通饲料喂养,为期12周(全部饲料由江苏省协同生物有限公司提供)。以大鼠体质量超过空白组20%为肥胖标准。实验过程遵循南京中医药大学实验动物伦理委员会要求进行。

1.2 主要仪器与试剂 台式普通离心机以及台式低温冷冻离心机(Eppendorf公司),实时荧光定量PCR仪器(Applied Biosystems公司),多功能酶标仪(瑞士TECAN公司),组织匀浆机(上海净信科技有限公司),光学显微镜(OLYMPUS公司),ELISA试剂盒(南京拓轮生物科技有限公司),IP细胞裂解液(上海碧云天生物技术有限公司),qPCR Mix(南京诺唯赞生物科技有限公司),引物订购自南京金斯瑞生物科技有限公司。

1.3 干预方法 将逆针组大鼠固定在自制固定器上,待大鼠平静后,用碘伏消毒双侧“丰隆”穴区域,使用一次性一寸长针灸针,手持柄垂直进针,进针深度7 mm,留针20 min。干预在造模开始的同时进行,每周干预3次,持续进行12周。空白组和模型组同步抓取固定,不干预。

本研究创新点:

首次观察了逆针灸对于高脂饮食诱导大鼠肥胖的预防作用,并从分子角度揭示了逆针灸对肥胖预防的机制,可能与其使机体对瘦素的敏感性升高,同时减少能量摄取,促进脂肪分解有关,且对预防肥胖有一定价值。

本研究局限性:

本研究观察周期较短,逆针灸对肥胖的预防是否具有长时间的持续作用,有待进一步观察。此外,今后研究应进一步关注不同的针刺刺激量产生的效应是否存在差异。

1.4 取材及检测指标

1.4.1 体质量 干预期间每周测量并记录各组大鼠的体质量。

1.4.2 标本采集 10%水合氯醛麻醉后,采用腹主动脉采血法每只取血 5 ml,3 000 r/min 离心 15 min(离心半径 16 cm),分离血清,分装后置于-80 ℃冰箱中保存备用。之后迅速分离肾周脂肪组织称重,将部分肾周脂肪组织置于10%甲醛固定液中固定,剩余脂肪组织用液氮速冻,置于-80 ℃冰箱中待测。

1.4.3 脂肪细胞形态学观察 将固定于10%甲醛固定液中的脂肪组织用石蜡包埋切片,并做常规HE染色。于20倍光学显微镜下观察脂肪细胞形态。然后用Image-ProPlus 6.0软件分析脂肪细胞面积图片,每组切片随机挑选3个200倍视野进行拍照。拍照时尽量让组织充满整个视野,保证每张照片的背景光一致。应用Image-Pro Plus 6.0软件,使用不规则选图工具,每张照片中随机圈出5个脂肪细胞,测出单个脂肪细胞面积,并求出每张切片中脂肪细胞的平均面积。

1.4.4 ELISA法检测血清瘦素水平 取出-80 ℃冰箱中保存的血清,按照ELISA试剂盒中产品说明书上的步骤进行检测。

1.4.5 qPCR检测脂肪组织中转录因子PPAR-γ水平 每组随机选择3个脂肪样本分别称取脂肪组织100 mg,按步骤进行RNA的提取,用BioPhotometer生物分光光度计检测提取的RNA样品浓度及纯度,取1 μg RNA 为模板,按照日本TOYOBO 公司的 ReverTra Ace qPCR RT Kit反转录试剂盒说明书的操作步骤进行反转录成cDNA,反应体系:5×RT Buffer 4 μl,Primer Mix 1 μl,RT Enzyme Mix 1 μl,RNA 1 μg,DEPC Water 20 μl。反转录条件:37 ℃ 20 min,40 个周期;98 ℃ 5 min,40个周期。qPCR按照南京诺维赞公司的AceQ qPCR SYBR Green Master Mix 产品说明书进行,引物序列见表1,之后放在ABI qPCR仪上进行反应,结果由ABI qPCR仪相应的 Step One Software v2.1 软件分析。

1.5 统计学方法 采用SPSS 19.0统计软件进行数据分析。计量资料以(x ±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 体质量 干预前、干预第4周3组大鼠体质量比较,差异无统计学意义(P>0.05)。干预第8周,3组大鼠体质量比较,差异有统计学意义(P<0.05);其中模型组大鼠体质量高于空白组,差异有统计学意义(P<0.05)。干预第12周,3组大鼠体质量比较,差异有统计学意义(P<0.05);其中模型组、逆针组大鼠体质量高于空白组,差异有统计学意义(P<0.05);逆针组大鼠体质量低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05,见表2)。

2.2 肾周脂肪组织重量 3组大鼠肾周脂肪组织重量比较,差异有统计学意义(P<0.001)。模型组、逆针组大鼠肾周脂肪组织重量大于空白组,差异有统计学意义(P<0.05);逆针组大鼠肾周脂肪重量小于模型组,差异有统计学意义(P<0.05,见表3)。

2.3 脂肪细胞形态学 模型组大鼠脂肪细胞面积较空白组大鼠明显增大,细胞壁较薄,细胞大小不均匀,新生脂肪细胞较多。逆针组大鼠脂肪细胞较模型组明显面积减小,细胞大小较为均匀,新生脂肪细胞较小,但是较空白组脂肪细胞面积仍略大。3组大鼠脂肪细胞平均面积比较,差异有统计学意义(P<0.05);模型组大鼠脂肪细胞平均面积大于空白组、逆针组,差异有统计学意义(P<0.05,见图1、表4)。

2.4 血清瘦素水平 3组大鼠血清瘦素水平比较,差异有统计学意义(P=0.013)。模型组大鼠血清瘦素水平高于空白组,差异有统计学意义(P<0.01);逆针组大鼠血清瘦素水平低于模型组,差异有统计学意义(P<0.01,见表5)。

2.5 脂肪组织中转录因子PPAR-γ表达水平 3组大鼠脂肪组织中转录因子PPAR-γ表达水平比较,差异有统计学意义(P<0.05)。模型组大鼠脂肪组织中转录因子PPAR-γ表达水平高于空白组,差异有统计学意义(P<0.05);逆针组大鼠脂肪组织中转录因子PPAR-γ表达水平低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05,见表6)。

3 讨论

大量研究已证实,针灸在机体多种疾病状态下有较为显著的治疗作用,其对肥胖的治疗效果也较为明确[1-3]。而随着医学关注对象逐渐从“已病”转向“未病”,逆针灸“治未病”的预防思想越来越被重视,而逆针灸也被证实可以预防多种疾病状态[4]。本研究结果显示,与空白组比较,模型组大鼠体质量显著升高、肾周脂肪组织重量显著增加、脂肪细胞面积明显增大,新生脂肪细胞较多,说明高脂饮食造成了大鼠的肥胖以及脂肪异常堆积状态。与模型组相比,干预第8周时逆针“丰隆”穴对体质量的影响还没有明显效果;干预第12周时,逆针组体质量较模型组明显降低,说明逆针“丰隆”穴针刺效应积累到一定程度,可以显著改善高脂饮食引起的体质量增加。12周干预结束后,逆针组大鼠的肾周脂肪组织重量较模型组减少,与此同时,逆针“丰隆”穴还能明显改善脂肪细胞的病理形态,缩小脂肪细胞的体积,抑制脂肪细胞的新生。因此,逆针“丰隆”穴可能通过促进内脏脂肪的分解、改善脂肪的分布和异常堆积、恢复脂肪细胞正常形态来减预防和延缓肥胖的发生发展,其效应的发挥需要一定程度的针刺刺激量积累。

表1 qPCR引物序列Table 1 qPCR primer sequences for PPAR-γ andβ-actin

表2 3组大鼠不同时间体质量比较(x±s,g)Table 2 Comparison of the body weight between 3 groups of rats before intervention,and at the end of the 4th,8th and 12th weeks of intervention

表3 3组大鼠肾周脂肪组织重量比较(x±s,g)Table 3 Comparison of the perirenal fat weight in 3 groups of rats

图1 3组大鼠脂肪细胞形态学(HE染色,×200)Figure 1 Morphology of adipocytes in 3 groups of rats

表4 3组大鼠脂肪细胞平均面积比较(x±s,mm2)Table 4 Comparison of the average area of adipocytes in 3 groups of rats

表5 3组大鼠血清瘦素水平比较(x±s,ng/ml)Table 5 Comparison of the serum leptin level between 3 groups of rats

表6 3组大鼠脂肪组织中转录因子PPAR-γ表达水平比较(n=3,x±s)Table 6 Comparison of the expression level of PPAR-γ in the adipose tissue in 3 groups of rats

瘦素是由脂肪细胞分泌的一种脂肪组织源激素,作用于大脑特别是下丘脑的传入信号,通过调节食物摄取和能量消耗来协调能量平衡[5]。瘦素不仅可以抑制食欲,增加能量的消耗,还可以抑制脂肪的合成,从而调控脂肪的沉积。研究发现大多数肥胖机体体内并不缺少瘦素,并且血瘦素含量与BMI呈正相关,说明机体对瘦素的反应减弱,称为瘦素抵抗[6]。大多数高脂饮食会引起血液中瘦素水平升高[6-7],高瘦素血症引起的瘦素向大脑转运减少是瘦素抵抗发展的关键因素[8]。本研究结果显示,模型组血清瘦素水平高于空白组,说明高脂饮食造成大鼠肥胖状态的同时,升高了血清瘦素水平,出现瘦素抵抗。既往研究发现,在机体存在瘦素抵抗时,常会伴有脂肪细胞数量增多、体积增大,导致脂肪的异常堆积[9]。本研究细胞形态学观察结果也符合这一表现。在机体瘦素抵抗状态下,补充瘦素并不能治疗肥胖[10]。因此,如何改善瘦素抵抗,是研究关注的重点之一。研究发现,针灸作为治疗肥胖的有效疗法,在改善瘦素抵抗方面具有一定的作用。如有研究认为针灸可以降低肥胖大鼠血清瘦素水平,增加下丘脑瘦素受体水平,调节肥胖机体血清高瘦素状态,改善肥胖大鼠的瘦素抵抗状态[11];而逆针灸可以改善大鼠更年期瘦素抵抗,从而预防和延缓更年期的卵巢功能减退和脂肪异常堆积[12]。最新研究发现,与口服抑制食欲药物、饮食疗法或者锻炼相比,针灸可以更显著地改善肥胖患者的瘦素抵抗[13]。本研究首次观察了逆针“丰隆”穴对高脂饮食大鼠瘦素抵抗的影响,结果显示:经过逆针“丰隆”穴预防性治疗后,大鼠血清瘦素水平较模型组大鼠明显降低,说明逆针“丰隆”穴可以缓解血清高瘦素状态,改善高脂饮食诱导的瘦素抵抗。

PPARs最初由英国科学家ISSEMANN等[14]于1990年首次发现,可分为α、β、γ 3种亚型[15]。PPAR-γ主要在脂肪组织中表达,是脂肪细胞分化和代谢的关键调节因子,其不仅能够调控脂肪细胞的分化、增加脂肪细胞的数量,还能调控脂肪细胞相关基因的表达,从而参与脂肪代谢、影响脂肪细胞的分泌[16]。因此PPAR-γ与肥胖的发生和发展密切相关。CHEN等[17]研究发现,高脂饮食可引起大鼠肝脏PPAR-γ表达水平升高;LESTARI等[18]的研究证实,高脂饮食可引大鼠内脏脂肪组织PPAR-γ表达水平增高。本研究结果显示,模型组脂肪组织中转录因子PPAR-γ水平高于空白组,表明高脂饮食造成了大鼠内脏脂肪PPAR-γ表达的上调,与相关研究结果一致[18]。基于PPAR-γ促进脂肪生成的作用,既往研究证实通过抑制PPAR-γ可以治疗肥胖[19]。本研究结果显示:逆针组大鼠脂肪组织中转录因子PPAR-γ水平低于模型组,表明逆针“丰隆”穴可以降低高脂饮食大鼠脂肪组织中PPAR-γ的表达,推测这一调节作用可能是逆针“丰隆”穴可以减少脂肪合成,抑制脂肪分化,最终恢复其正常代谢的重要途径。

综上,逆针“丰隆”穴使大鼠对瘦素的敏感性升高,对下丘脑摄食中枢产生作用,减少能量的摄取,促进脂肪分解,是其预防肥胖的重要途径之一。逆针“丰隆”穴可以有效预防高脂饮食诱导大鼠的脂肪代谢异常,其机制可能与改善瘦素抵抗及调节脂肪组织中转录因子PPAR-γ的表达有关。

作者贡献:朱世鹏进行研究的设计与实施,文章审校;吴佳璟撰写论文;吴佳璟、朱文妍进行研究实施、评估、资料收集;孙亦农进行质量控制。

本文无利益冲突。

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