Nature|阻斷β-AR可誘導(dǎo)新型米色脂肪形成

非常抱歉国夜,久未更新。
“每逢佳節(jié)胖三斤”短绸,又到了和渾身的肉肉斗智斗勇的時(shí)候车吹。今天,我們就來(lái)仔細(xì)的研究下自己的肉肉吧醋闭。

摘要:阻斷β-腎上腺素能受體(β-AR)信號(hào)通路后窄驹,寒冷刺激依然能夠誘導(dǎo)米色脂肪生成,且這種米色脂肪表現(xiàn)出較強(qiáng)的糖氧化能力证逻。

我們知道乐埠,哺乳動(dòng)物的脂肪組織主要分為兩種,白色脂肪組織(white adipose tissue, WAT)和棕色脂肪組織(brown adipose tissue, BAT)囚企,前者用于儲(chǔ)存能量饮戳,后者用于產(chǎn)熱耗能。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)洞拨,在寒冷刺激下或激活β-腎上腺素能受體(β-adrenergic receptor, β-AR),白色脂肪可發(fā)生棕色樣變负拟,形成可以產(chǎn)熱耗能的米色脂肪(beige fat)烦衣,因此誘導(dǎo)米色脂肪產(chǎn)生在治療肥胖、糖尿病等代謝性疾病方面有極好的應(yīng)用前景掩浙。然而由于β-AR激動(dòng)劑可引起高血壓花吟、增加心血管疾病風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重限制了β-AR激動(dòng)劑作為抗肥胖藥物的應(yīng)用厨姚。那么能不能繞過(guò)β-AR信號(hào)通路促進(jìn)米色脂肪產(chǎn)生呢衅澈?



2018年12月19日美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校糖尿病中心的Shingo Kajimura教授團(tuán)隊(duì)在Nature雜志上發(fā)表了題為Thermal stress induces glycolytic beige fat formation via a myogenic state的研究成果,發(fā)現(xiàn)阻斷β-腎上腺素能受體信號(hào)通路后谬墙,小鼠腹股溝WAT出現(xiàn)生肌細(xì)胞今布,寒冷刺激則可誘導(dǎo)此生肌細(xì)胞轉(zhuǎn)化為一種糖酵解能力明顯增強(qiáng)的米色脂肪经备。這一發(fā)現(xiàn)讓胖子們看到了希望,下面我們一起學(xué)習(xí)一下吧部默。只想了解大概套路的同學(xué)可直接滑到最后侵蒙,查看文末的學(xué)霸筆記。



背景介紹


脂肪的分類


如下圖所示傅蹂,哺乳動(dòng)物的脂肪組織可分為三種纷闺,白色脂肪組織(WAT)就是我們通常看到的白花花的肥肉份蝴,分為皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪犁功。白色脂肪細(xì)胞大而飽滿,細(xì)胞中央有一大脂滴婚夫,線粒體含量較少浸卦,主要用于儲(chǔ)存能量。棕色脂肪細(xì)胞內(nèi)則散在分布許多小脂滴请敦,含有豐富的UCP1+線粒體镐躲,可以產(chǎn)熱。在寒冷或β-AR激動(dòng)劑刺激下侍筛,白色脂肪組織可發(fā)生棕色化萤皂,生成米色脂肪。米色脂肪細(xì)胞的特征與棕色脂肪細(xì)胞相似匣椰,也含有大量的UCP1+線粒體裆熙,可以產(chǎn)熱,然而其主要散落于白色脂肪中禽笑。


小鼠的白色脂肪入录、棕色脂肪、米色脂肪示意圖佳镜。


脂肪組織的血管基質(zhì)部分


脂肪組織中的血管基質(zhì)部分(stromal vascular fraction, SVF)是脂肪組織經(jīng)膠原酶消化僚稿、過(guò)濾、離心除去成熟脂肪細(xì)胞后得到的蟀伸。SVF含有豐富的蚀同、具有多向分化潛能的脂肪組織來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞(Adipose tissue-derived mesenchymal stem cells, ASC),因此可塑性極強(qiáng)啊掏。WAT來(lái)源的SVFc可在特定的環(huán)境下分化為成骨細(xì)胞蠢络、內(nèi)皮細(xì)胞、脂肪細(xì)胞迟蜜、造血細(xì)胞和心肌纖維細(xì)胞刹孔,相比之下,BAT來(lái)源的SVF可塑性較弱娜睛。小鼠腹股溝WAT是可塑性最強(qiáng)的脂肪組織髓霞,可作為提取干細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞治療的取材部位卦睹。


CreERT2和Rosa26-mTmG小鼠


CreERT2小鼠是一類表達(dá)雌激素受體(estrogen receptor,ER)的配體結(jié)合區(qū)突變體(ERT)與Cre重組酶的融合蛋白的小鼠酸茴。CreERT2在無(wú)Tamoxifen誘導(dǎo)的情況下分预,在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)處于無(wú)活性狀態(tài);當(dāng)Tamoxifen誘導(dǎo)后薪捍,Tamoxifen的代謝產(chǎn)物4-OHT(雌激素類似物)與ERT結(jié)合笼痹,可使CreERT2進(jìn)核發(fā)揮Cre重組酶活性。利用不同的啟動(dòng)子酪穿,可以在不同組織或細(xì)胞中特異性調(diào)控表達(dá)Cre凳干。


Rosa26-mTmG: mTmG是一種紅綠熒光報(bào)告系統(tǒng),正常情況下在細(xì)胞膜表達(dá)紅色Tomato熒光被济,在有Cre重組酶的情況下救赐,會(huì)變成綠色GFP熒光。Rosa26為外源基因插入位點(diǎn)只磷。Rosa26-mTmG小鼠是一種常用的報(bào)告小鼠经磅,通過(guò)紅綠熒光直觀顯示小鼠是否發(fā)生了Cre重組。


方法與結(jié)果


1 阻斷β-AR促進(jìn)WAT生成生肌細(xì)胞


前文中有提到钮追,WAT在寒冷或β-AR激動(dòng)劑刺激下可生成米色脂肪細(xì)胞预厌,產(chǎn)熱耗能,因此β-AR可作為肥胖和糖尿病的潛在治療靶點(diǎn)元媚。然而因?yàn)棣?AR激動(dòng)劑可引起高血壓轧叽,嚴(yán)重限制了其使用,因此作者想探究阻斷β-AR信號(hào)通路后刊棕,機(jī)體是否存在生成米色脂肪的代償通路炭晒。


作者首先構(gòu)建了一種β-less小鼠模型,即把三種β-AR全部敲除甥角,然后將其暴露于15℃環(huán)境中(小鼠正常飼養(yǎng)溫度為18~28℃)网严,發(fā)現(xiàn)β-less鼠腹股溝WAT仍有米色脂肪組織生成,那么在缺乏β-ARs的條件下嗤无,小鼠是通過(guò)什么途徑生成米色脂肪的呢震束?


作者將β-less鼠和WT對(duì)照鼠的腹股溝WAT進(jìn)行RNA-seq和聚類分析,確認(rèn)了三個(gè)gene set:gene setⅠ是WT鼠和β-less鼠暴露于寒冷后基因發(fā)生同樣變化的基因集翁巍,主要包括棕色脂肪產(chǎn)熱、呼吸鏈電子傳遞和脂肪酸代謝相關(guān)基因休雌,冷刺激后灶壶,其表達(dá)水平均升高;gene set Ⅱ和Ⅲ是僅在β-less鼠中發(fā)生明顯變化的基因杈曲,GO分析顯示其主要為線粒體翻譯驰凛、三羧酸循環(huán)胸懈、橫紋肌收縮和葡萄糖代謝。WAT中為什么會(huì)有橫紋肌收縮相關(guān)基因表達(dá)恰响,而且冷刺激后發(fā)生明顯變化呢趣钱?


作者檢測(cè)了β-lesss鼠肩胛骨棕色脂肪組織(iBAT)、腹股溝WAT及骨骼肌組織中骨骼肌相關(guān)基因的表達(dá)胚宦,發(fā)現(xiàn)室溫下β-less鼠WAT的骨骼肌相關(guān)基因首有,如Myh1、Myl1等枢劝,表達(dá)明顯升高井联,冷刺激后,表達(dá)明顯降低您旁,iBAT和骨骼肌組織中的骨骼肌相關(guān)基因則一直無(wú)明顯變化烙常。


為了排除β-less鼠WAT中骨骼肌相關(guān)基因高表達(dá)是由于β-AR敲除的組成性缺陷所致,作者用β- blocker阻斷WT小鼠的β-AR信號(hào)通路鹤盒,觀察到同樣的結(jié)果蚕脏。同時(shí)作者觀察到β-blocker鼠WAT的部分基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)MyoD蛋白,而vehicle處理組沒(méi)有表達(dá)侦锯。來(lái)自β-blocker鼠的基質(zhì)細(xì)胞在成脂誘導(dǎo)培養(yǎng)基中可融合成表達(dá)MHC的多核肌管驼鞭,并在分化的第6天發(fā)生收縮,vehicle處理鼠則沒(méi)有觀察到MHC+肌管率触。


作者用Myod1-CreERT2;Rosa26-mTmG報(bào)告小鼠追蹤β-blocker鼠腹股溝WAT的MyoD+細(xì)胞是如何產(chǎn)生的终议,發(fā)現(xiàn)阻斷β-AR后,腹股溝WAT的SVF先出現(xiàn)單核的MyoD+細(xì)胞葱蝗,然后融合形成MyoD+肌管穴张。


此圖為原文Fig. 1。圖a為β-less鼠和WT鼠在23℃和15℃時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和聚類分析两曼。圖b為圖a中g(shù)ene set Ⅱ和Ⅲ的GO分析皂甘。圖c顯示β-blocker鼠和vehicle鼠的腹股溝WAT 的SVF細(xì)胞MyoD表達(dá)情況。圖d顯示成脂誘導(dǎo)培養(yǎng)基培養(yǎng)的SVF基質(zhì)細(xì)胞MHC表達(dá)情況悼凑,圖e是對(duì)圖d的定量偿枕。圖g顯示Myod1-CreERT2小鼠腹股溝WAT的SVF細(xì)胞表達(dá)GFP+ MyoD蛋白,圖f顯示Myod1-CreERT2小鼠腹股溝WAT基質(zhì)細(xì)胞在成脂誘導(dǎo)培養(yǎng)基中表達(dá)GFP+MHC+肌管户辫。


2 發(fā)現(xiàn)糖酵解米色脂肪


上述結(jié)果顯示渐夸,阻斷β-AR后小鼠腹股溝WAT出現(xiàn)MyoD1+細(xì)胞。一般情況下渔欢,MyoD1+譜系細(xì)胞不會(huì)分化成白色或棕色脂肪細(xì)胞墓塌,那么這些MyoD1+細(xì)胞是干嘛用的呢?


作者用Myod1-CreERT2;Rosa26-mTmG小鼠進(jìn)行了如下圖a所示的實(shí)驗(yàn)苫幢,發(fā)現(xiàn)冷刺激5天后β-blocker組和vehicle組小鼠腹股溝WAT產(chǎn)生大量的UCP1+米色脂肪細(xì)胞访诱。且作者發(fā)現(xiàn)β-blocker組小鼠的部分UCP1+米色脂肪細(xì)胞來(lái)源于Myod1+譜系,而vehicle組小鼠沒(méi)有Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞韩肝。因?yàn)棣?blocker組的GFP+米色脂肪細(xì)胞不表達(dá)MyoD蛋白触菜,但又起源于Myod1+前體細(xì)胞,所以作者將其命名為Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞哀峻。Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞占β-blocker組UCP1+米色脂肪細(xì)胞的14.8%±2.5%左右涡相。β-blocker小鼠的iBAT和附睪WAT則未發(fā)現(xiàn)Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞。


有意思的是谜诫,即使不用β-blocker預(yù)處理漾峡,將老鼠暴露于6℃ 2周,也可誘導(dǎo)Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞產(chǎn)生喻旷。然而用β3-AR激動(dòng)劑處理老鼠2周生逸,卻沒(méi)有Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞產(chǎn)生,說(shuō)明Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞的產(chǎn)生不依賴于β3-AR信號(hào)通路且预。


以上說(shuō)明小鼠腹股溝WAT存在表達(dá)Myod1的獨(dú)特前體細(xì)胞槽袄,當(dāng)阻斷β-AR通路后,冷刺激可誘導(dǎo)其分化為米色脂肪細(xì)胞锋谐。


這種Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞與普通米色脂肪細(xì)胞有什么不同嗎遍尺?


作者分離β-blocker小鼠腹股溝WAT的 Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞、非Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞涮拗、棕色脂肪細(xì)胞和白色脂肪細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序乾戏,結(jié)果顯示Myod1+來(lái)源的GFP+脂肪細(xì)胞大量表達(dá)棕色或米色脂肪細(xì)胞標(biāo)志物,如Ucp1和Kcnk3三热,而不表達(dá)骨骼肌細(xì)胞特異性的基因Myh1和Myog鼓择,因此認(rèn)定Myod1+來(lái)源的GFP+脂肪細(xì)胞為米色脂肪細(xì)胞。主成分分析(PCA)顯示Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞呈現(xiàn)出與非Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞不同的分子特征就漾。與非Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞相比呐能,Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞高表達(dá)糖酵解、糖代謝相關(guān)基因抑堡,如Eno1和Pkm2摆出。這些糖酵解相關(guān)基因在冷刺激的β-less鼠的腹股溝WAT中也高表達(dá)。


轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)果提示Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞可能糖代謝能力增強(qiáng)首妖。與此一致的是偎漫,作者發(fā)現(xiàn)Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞大量表達(dá)糖酵解細(xì)胞的標(biāo)志物烯醇酶1(enolase 1, ENO1),而且與非Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞相比有缆,Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞糖氧化象踊、細(xì)胞外酸化速率(extracellular acidification rate, ECAR)明顯增強(qiáng)舌仍,而脂肪酸代謝和耗氧率(oxygen consumption rate, OCR)無(wú)明顯差別。


以上提示阻斷β-AR后通危,冷刺激促進(jìn)小鼠腹股溝WAT生成一種新型米色脂肪細(xì)胞,這種細(xì)胞的糖代謝能力明顯增強(qiáng)灌曙,因此作者將其命名為糖酵解米色脂肪細(xì)胞(glycolytic beige fat, g-beige fat)菊碟。


此圖為原文Fig. 2。圖a為實(shí)驗(yàn)方案圖在刺。圖b為小鼠腹股溝WAT的GFP和UCP1免疫熒光染色逆害。圖c為圖b中GFP+細(xì)胞與UCP1+細(xì)胞比值的定量。圖d顯示對(duì)細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組主成分分析的結(jié)果蚣驼。圖e是對(duì)圖d中GFP+米色脂肪細(xì)胞進(jìn)行GO分析魄幕。圖f和圖g分別顯示β-blocker鼠和β-less鼠冷刺激后糖代謝相關(guān)基因的表達(dá)情況。圖h顯示米色脂肪細(xì)胞表達(dá)糖酵解細(xì)胞標(biāo)志物ENO1的情況颖杏。圖i-j分別顯示GFP+和GFP-米色脂肪細(xì)胞糖氧化纯陨、ECAR和OCR的情況。


3 糖酵解米色脂肪前體細(xì)胞的特征


前面證明小鼠腹股溝WAT存在表達(dá)Myod1的獨(dú)特前體細(xì)胞留储,那么這種獨(dú)特的前體細(xì)胞是怎么來(lái)的呢翼抠?


會(huì)不會(huì)是既往存在的MyoD+前體細(xì)胞增殖的結(jié)果?作者用BrdU增殖實(shí)驗(yàn)檢測(cè)β-blocker小鼠室溫下MyoD+前體細(xì)胞的BrdU攝入速率获讳,未發(fā)現(xiàn)其攝入BrdU阴颖,說(shuō)明其未發(fā)生細(xì)胞增殖。


Pax7是參與骨骼肌生長(zhǎng)和分化的一個(gè)重要基因丐膝,然而免疫熒光顯示MyoD+前體細(xì)胞不表達(dá)Pax7量愧,說(shuō)明其不是Pax7譜系分化的結(jié)果。


轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)顯示帅矗,其分子特征也不同于成肌細(xì)胞和成脂成纖維前體細(xì)胞(fibro-adipogenic progenitors, FAPs)偎肃。


然而GFP+前體細(xì)胞表達(dá)Pdgfra, Cd34和Cd29,這些都是脂肪前體細(xì)胞的標(biāo)志物损晤,作者就猜想PDGFRα+CD34+CD29+脂肪前體細(xì)胞會(huì)不會(huì)表達(dá)MyoD软棺?作者構(gòu)建了Pdgfra-CreERT報(bào)告小鼠,發(fā)現(xiàn)β-blocker處理后尤勋,小鼠腹股溝WAT的10.4%±0.8%的GFP+CD34+CD29+脂肪前體細(xì)胞表達(dá)MyoD蛋白喘落,說(shuō)明MyoD+細(xì)胞可能來(lái)源于PDGFRα+CD34+CD29+脂肪前體細(xì)胞。


為了確認(rèn)MyoD+前體細(xì)胞的上游信號(hào)通路最冰,作者對(duì)其轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行IPA(Ingenuity pathway analysis)分析瘦棋,發(fā)現(xiàn)其高表達(dá)骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic proteins, BMPs)。這與MyoD+前體細(xì)胞大量表達(dá)Smad5和Bmpr1b(一個(gè)BMP受體)一致暖哨。


因?yàn)锽MP7是一個(gè)公認(rèn)的可以促進(jìn)棕色脂肪產(chǎn)生的因子赌朋,作者便檢測(cè)BMP7能否促進(jìn)MyoD+前體細(xì)胞生成米色脂肪細(xì)胞,結(jié)果顯示rBMP7預(yù)處理的MyoD+前體細(xì)胞可以生成包含大量脂滴的脂肪細(xì)胞,而未加rBMP7預(yù)處理的MyoD+前體細(xì)胞則分化成肌管沛慢。


此圖為原文Fig. 3赡若。圖a對(duì)小鼠骨骼肌細(xì)胞和腹股溝WAT的GFP-Lin-細(xì)胞及GFP+lin-細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。圖b顯示細(xì)胞表達(dá)生肌細(xì)胞標(biāo)志物Myod1团甲、CD56和脂肪前體細(xì)胞標(biāo)志物Pdgfra逾冬、Cd34、Cd28的情況躺苦。圖c為實(shí)驗(yàn)方案圖身腻。圖d是將圖c中的老鼠的SVF細(xì)胞進(jìn)行MyoD和GFP免疫熒光染色。圖e是圖d的定量匹厘。圖f是GFP+前體細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的IPA分析嘀趟。圖g是rBMP7或vehicle預(yù)處理的MyoD+基質(zhì)細(xì)胞在成脂誘導(dǎo)培養(yǎng)基中分化數(shù)天后進(jìn)行GFP免疫熒光染色和Nile red染色。


4 GABPα控制糖酵解米色脂肪細(xì)胞的發(fā)育


上面探究了糖酵解米色脂肪前體細(xì)胞的起源愈诚,那么糖酵解米色脂肪前體細(xì)胞又是如何分化為米色脂肪的呢她按?


作者對(duì)Myod1+來(lái)源的米色脂肪細(xì)胞和β-less鼠冷刺激后生成的米色脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行HOMER(hypergeometric optimization of motif enrichment)分析,發(fā)現(xiàn)兩者都明顯富集GABPα(GA-binding protein α)炕柔、ERRα(oestrogen-related receptor α)和ERRγ(oestrogen-related receptor γ)結(jié)構(gòu)域尤溜。作者在C2C12生肌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)上述每個(gè)因子,看哪個(gè)轉(zhuǎn)錄因子能誘導(dǎo)MyoD+前體細(xì)胞分化為米色脂肪細(xì)胞汗唱,結(jié)果發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)GABPα的細(xì)胞最有效地分化為脂肪細(xì)胞宫莱,且其分化效率可與過(guò)表達(dá)PRDM16(控制棕色脂肪生成的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子)的細(xì)胞媲美。與產(chǎn)熱脂肪細(xì)胞相似哩罪,過(guò)表達(dá)GABPα的脂肪細(xì)胞在毛喉素刺激下顯著高表達(dá)產(chǎn)熱基因授霸,如Ucp1和Pgc1a。此外际插,過(guò)表達(dá)GABPα的細(xì)胞高表達(dá)ENO1碘耳,PPARγ和UCP1,而Myod1基因的表達(dá)降低框弛。在功能水平上辛辨,與對(duì)照組相比,過(guò)表達(dá)GABPα的細(xì)胞表現(xiàn)出更高水平的葡萄糖攝入和氧化及ECAR瑟枫,而脂肪酸代謝和OCR無(wú)明顯差異斗搞。


以上提示GABPα促進(jìn)MyoD+前體細(xì)胞分化為糖酵解米色脂肪細(xì)胞,為使該結(jié)論更可信慷妙,作者又敲除GABPα進(jìn)行反證僻焚。


敲低GABPα后,MyoD+前體細(xì)胞分化為糖酵解米色脂肪細(xì)胞的能力嚴(yán)重受損膝擂,脂肪細(xì)胞相關(guān)基因虑啤,如Ucp1, Adipoq和Fabp4的表達(dá)明顯下降隙弛,而生肌相關(guān)基因,如Myh1和Myod1的表達(dá)明顯增加狞山。功能水平上全闷,敲低GABPα的細(xì)胞的ECAR和OCR水平較對(duì)照組也明顯下降。


接下來(lái)作者在體內(nèi)驗(yàn)證GABPα對(duì)糖酵解米色脂肪細(xì)胞分化的作用萍启。作者構(gòu)建Myod1+細(xì)胞特異性地敲除GABPα的報(bào)告老鼠(GabpaMyod1-KO, Myod1-CreERT2; Gabpaflox/flox; Rosa26-mTmG)室埋,β-blocker預(yù)處理和冷刺激后,對(duì)照組可正常形成GFP+UCP1+的糖酵解米色脂肪細(xì)胞伊约,而敲除GABPα的老鼠只觀察到GFP-UCP1+的米色脂肪細(xì)胞,未觀察到GFP+UCP1+的糖酵解米色脂肪細(xì)胞孕蝉。


以上有力地證明GABPα對(duì)于糖酵解米色脂肪細(xì)胞的發(fā)育是必需的屡律。


此圖為原文Fig. 4。圖a顯示β-less鼠和MyoD來(lái)源的糖酵解米色脂肪的轉(zhuǎn)錄組HOMER結(jié)構(gòu)域分析的結(jié)果降淮。圖b顯示過(guò)表達(dá)空載體或相應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子的C2C12細(xì)胞在成脂誘導(dǎo)培養(yǎng)基條件下進(jìn)行油紅和BODIPY染色超埋。圖c顯示過(guò)表達(dá)相應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子的C2C12細(xì)胞表達(dá)脂肪細(xì)胞基因的情況。圖d顯示毛喉素刺激(可引起cAMP升高)的過(guò)表達(dá)GABPα的細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)熱基因的情況佳鳖。圖e顯示過(guò)表達(dá)GABPα的C2C12細(xì)胞表達(dá)肌細(xì)胞標(biāo)志物MHC和糖酵解細(xì)胞標(biāo)志物ENO1的情況霍殴。圖f-h顯示過(guò)表達(dá)相應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子的C2C12細(xì)胞ECAR、糖氧化和脂肪酸氧化的情況系吩。圖i顯示GabpaMyod1-KO老鼠和對(duì)照組老鼠腹股溝WAT的GFP和UCP1免疫熒光染色情況来庭。GFP指示的是Myod1。圖j是圖i的定量穿挨。


5 糖酵解米色脂肪在代謝中的作用


前面證明糖酵解米色脂肪不同于一般的米色脂肪月弛,其糖代謝能力明顯增強(qiáng),那么其在代謝中有什么作用呢科盛?


作者構(gòu)建了糖酵解米色脂肪缺陷的老鼠模型帽衙,即Myod1-CreERT2;Rosa26-DTR鼠(Myod1-DTR+),該鼠可通過(guò)給予白喉毒素特異性地敲除Myod1+來(lái)源的細(xì)胞贞绵。作者將Myod1-DTR+鼠和同窩的對(duì)照鼠用β-blocker預(yù)處理后暴露于15℃環(huán)境中厉萝,兩組老鼠均生成糖酵解米色脂肪細(xì)胞。然而用白喉毒素處理后榨崩,Myod1-DTR+鼠的糖酵解米色脂肪細(xì)胞數(shù)量明顯減少谴垫,腹股溝WAT的葡萄糖攝入量、OCR和ECAR均明顯降低母蛛。


考慮到白喉毒素可能會(huì)影響肌肉的功能弹渔,作者又構(gòu)建了另一種糖酵解米色脂肪缺陷的老鼠模型,即在Myod1+來(lái)源的細(xì)胞中敲除PPARγ(PpargMyod1-KO)溯祸。與Myod1-DTR+鼠的結(jié)果一致肢专,PpargMyod1-KO鼠腹股溝WAT的ECAR和OCR水平也明顯降低舞肆。這些數(shù)據(jù)說(shuō)明寒冷刺激下,糖酵解米色脂肪細(xì)胞有助于小鼠腹股溝WAT攝入葡萄糖和產(chǎn)熱博杖。


接下來(lái)作者檢測(cè)糖酵解米色脂肪在適應(yīng)性產(chǎn)熱和全身糖穩(wěn)態(tài)中的作用椿胯。


沒(méi)有用β-blocker預(yù)處理的WT小鼠用急性β-blocker處理后置于10℃,因?yàn)榧毙驭?blocker阻斷了iBAT的生成剃根,沒(méi)有用β-blocker預(yù)處理哩盲,也沒(méi)有糖酵解米色脂肪生成,小鼠很快發(fā)生了低體溫癥狈醉,而β-blocker預(yù)處理過(guò)的小鼠再用急性β-blocker處理后暴露于10℃廉油,可在10℃維持核心體溫4h,提示β-blocker預(yù)處理過(guò)的小鼠可能依靠糖酵解米色脂肪產(chǎn)熱苗傅。而糖酵解脂肪缺陷的小鼠PpargMyod1-KO抒线,用β-blocker預(yù)處理后置于15℃,其核心體溫和全身氧耗略低于對(duì)照組渣慕,暴露于10℃則很快發(fā)生嚴(yán)重的低體溫癥嘶炭,進(jìn)一步證明阻斷β-blocker后小鼠主要依靠糖酵解米色脂肪產(chǎn)熱。


另外逊桦,跟體重匹配的對(duì)照小鼠相比眨猎,GTT實(shí)驗(yàn)顯示PpargMyod1-KO鼠有出現(xiàn)葡萄糖不耐受現(xiàn)象。


綜上說(shuō)明强经,糖酵解米色脂肪對(duì)于阻斷β-AR后寒冷誘導(dǎo)的小鼠的適應(yīng)性產(chǎn)熱及全身的葡萄糖穩(wěn)態(tài)是必需的睡陪。


此圖為原文Fig. 5。圖a是18F-FDG PET/CT顯示的Myod1-DTR+和對(duì)照組老鼠冷刺激后脂肪生成情況匿情。綠色箭頭指示小鼠腹股溝WAT攝入18F-FDG宝穗。圖b是圖a中老鼠相應(yīng)組織攝入18F-FDG的定量。圖c-d顯示相應(yīng)基因型老鼠腹股溝WAT的OCR和ECAR情況码秉。圖e是在相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)加入葡萄糖和2-去氧葡萄糖(2-DG)逮矛,檢測(cè)老鼠腹股溝WAT的ECAR。圖f是接受5天β-blocker預(yù)處理的Control鼠和PpargMyod1-KO鼠及未接受β-blocker預(yù)處理的WT鼠暴露于15℃時(shí)的核心體溫转砖,然后在指示的時(shí)間點(diǎn)給予急性β-blocker處理须鼎,再暴露于10℃時(shí)老鼠的核心體溫變化。圖g是腹腔注射GTT實(shí)驗(yàn)的結(jié)果府蔗。圖h是糖酵解米色脂肪發(fā)育機(jī)制圖晋控。


學(xué)霸筆記


套路分析


直接看下面的文章大綱吧。值得注意的是姓赤,這篇文章中的老鼠一會(huì)兒暴露于寒冷中赡译,一會(huì)兒處于室溫,容易混淆不铆。記住文章的主線是蝌焚,阻斷β-AR后讓老鼠在室溫待幾天裹唆,使其產(chǎn)生MyoD+生肌細(xì)胞,然后將其暴露于寒冷中只洒,MyoD+生肌細(xì)胞可轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒饽芰υ鰪?qiáng)的糖酵解米色脂肪細(xì)胞许帐。



閃光點(diǎn)與不足


米色脂肪的生成一般是通過(guò)β-AR通路介導(dǎo)的,這篇文章的閃光之處在于毕谴,它發(fā)現(xiàn)敲除β-AR后成畦,老鼠依然能夠生成米色脂肪,而且是一種在發(fā)育起源涝开、代謝能力方面都與傳統(tǒng)的米色脂肪不同的新型米色脂肪循帐。


不足之處是,阻斷β-AR后舀武,WAT的MyoD+細(xì)胞是如何形成的沒(méi)有探究清楚拄养。


啟發(fā)與思考


這篇文章提示β-AR介導(dǎo)的經(jīng)典米色脂肪生成通路可能還存在不依賴β-AR的補(bǔ)充通路,然而這個(gè)補(bǔ)充通路平時(shí)是否存在奕剃,除了阻斷β-AR,還可以在什么條件下激活等問(wèn)題都還值得我們進(jìn)一步探索捐腿。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末纵朋,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子茄袖,更是在濱河造成了極大的恐慌操软,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 205,874評(píng)論 6 479
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件宪祥,死亡現(xiàn)場(chǎng)離奇詭異聂薪,居然都是意外死亡,警方通過(guò)查閱死者的電腦和手機(jī)蝗羊,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 88,151評(píng)論 2 382
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門藏澳,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來(lái),“玉大人耀找,你說(shuō)我怎么就攤上這事翔悠。” “怎么了野芒?”我有些...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 152,270評(píng)論 0 342
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵蓄愁,是天一觀的道長(zhǎng)。 經(jīng)常有香客問(wèn)我狞悲,道長(zhǎng)撮抓,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 55,137評(píng)論 1 278
  • 正文 為了忘掉前任摇锋,我火速辦了婚禮丹拯,結(jié)果婚禮上站超,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己咽笼,他們只是感情好顷编,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 64,116評(píng)論 5 370
  • 文/花漫 我一把揭開(kāi)白布。 她就那樣靜靜地躺著剑刑,像睡著了一般媳纬。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上施掏,一...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 48,935評(píng)論 1 283
  • 那天钮惠,我揣著相機(jī)與錄音,去河邊找鬼七芭。 笑死素挽,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛,可吹牛的內(nèi)容都是我干的狸驳。 我是一名探鬼主播预明,決...
    沈念sama閱讀 38,261評(píng)論 3 399
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開(kāi)眼,長(zhǎng)吁一口氣:“原來(lái)是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼耙箍!你這毒婦竟也來(lái)了撰糠?” 一聲冷哼從身側(cè)響起,我...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 36,895評(píng)論 0 259
  • 序言:老撾萬(wàn)榮一對(duì)情侶失蹤辩昆,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎阅酪,沒(méi)想到半個(gè)月后,有當(dāng)?shù)厝嗽跇?shù)林里發(fā)現(xiàn)了一具尸體汁针,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 43,342評(píng)論 1 300
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡术辐,尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 35,854評(píng)論 2 323
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了施无。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片辉词。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 37,978評(píng)論 1 333
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖猾骡,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出较屿,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤卓练,帶...
    沈念sama閱讀 33,609評(píng)論 4 322
  • 正文 年R本政府宣布隘蝎,位于F島的核電站,受9級(jí)特大地震影響襟企,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏嘱么。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 39,181評(píng)論 3 307
  • 文/蒙蒙 一顽悼、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望曼振。 院中可真熱鬧几迄,春花似錦、人聲如沸冰评。這莊子的主人今日做“春日...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 30,182評(píng)論 0 19
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽(yáng)甲雅。三九已至解孙,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間抛人,已是汗流浹背弛姜。 一陣腳步聲響...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 31,402評(píng)論 1 260
  • 我被黑心中介騙來(lái)泰國(guó)打工, 沒(méi)想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留妖枚,地道東北人廷臼。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 45,376評(píng)論 2 352
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長(zhǎng)得像绝页,于是被迫代替她去往敵國(guó)和親荠商。 傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 42,677評(píng)論 2 344

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容