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1、博士学位论文P Y Y 基因一饮食交互作用与肥胖易感性的关系学位申请人杨年红指导教师孙秀发教授摘要肥胖是指体内脂肪组织过度蓄积而使体重超过正常，早在1 9 4 8 年世界卫生组织就提出肥胖症是一种可影响人类健康的慢性疾病，并将它列入疾病分类名单。肥胖既是一个独立的疾病，又是2 型糖尿病、冠心病、脑卒中、高血压、脂肪肝、胆结石、部分癌症、痛风及骨质疏松等各种慢性病的重要危险因素，同时，有些肥胖者行动受限，在工作和生活中往往会受到歧视，容易产生自卑感，导致自杀率高、结婚率低等一系列社会问题。近几十年束，随着社会经济的发展和人们生活方式的改变，超重和肥胖症在一些发达国家和地区的人群中已达到流行的程度
2、。世界卫生组织( w H O ) 已将肥胖列为全球性的、威胁人类健康的1 0 大公共卫生问题之一，迫切需要深入研究其发生机制和寻找切实可行的防治措施。人类肥胖对象中，除极少数是由于单个基因突变或缺陷所致外，多数是由于许多易感基因在基因基因和基因环境相互作用下而形成的种复杂的表型。人体观察和动物实验均表明，在特定的膳食环境下( 如高脂高能膳食) ，部分对象容易发生肥胖，称为饮食诱导肥胖( d i e ti n d u c e do b e s i t y , D I O ) 。而另部分对象可维持正常体重，称饮食诱导肥胖抵抗( d i e ti n d u c e do b e s i t yr
3、e s i s t a n t ,D I O 鼢，说明遗传因素和饮食条件共同影响个体的肥胖易感性。研究肥胖易感性差异及其机制，可为肥胖的防治提供依据。引起肥胖的根本原因在于机体能量摄入大于消耗，多余的能量转化为脂肪储存于体内。多数肥胖对象都不同程度存在贪食现象，因此，正确食欲调节下的适量摄食对维持机体能量平衡和适宜的体重起着非常关键的作用。现有的研究表明，食欲的生理调节机制极其复杂，由外周及中枢神经内分泌系统共同构本课题受国家自然科学基金资助( 项目编号：3 0 3 7 1 2 1 3 ) Ihttp:/ A p p e t i t eR e g u l a t i o nN e t w o
4、r k ，A R N ) ，由下丘脑整合外周和中枢信号后做出精确的反应，因此，下丘脑在影响摄食和能量平衡中起重要作用。酪酪肽( p e p t i d e t y r o s i n e t y r o s i n e ，P Y Y ) 是由3 6 个氨基酸组成的小分子多肽，由分布在肠道远端的内分泌L 细胞分泌，进餐后其释放增加且与摄入的能量呈比例，P Y Y 释放入血后由体内广泛存在的二肽酶将N 木端的两个氨基酸切除，形成其在血液循环中的主要分子形式P Y Y 3 3 6 。近年发现：外周泣射P Y Y 3 3 6可使实验动物和人类志愿者摄食减少。其机制可能是通过P Y Y 3 3 6 与下
5、丘脑弓状核N P Y 神经元的Y 2 受体特异性结合，抑制N P Y 释放，从而降低食欲，减少摄食。此外，肥胖对象空腹和餐后血浆P Y Y 3 3 6 水平均显著低于体重诉常对照，提示P Y Y 3 3 6 缺乏是肥胖的原因之一，补充外源性P Y Y 3 3 6 或刺激内源性P Y Y 3 3 6 的生成而抑制食欲，均有望成为预防和治疗肥胖的有效措施。为进一步了解P Y Y 基因膳食脂肪交互影响在肥胖发生中的作用，我们在建立D I O 和D I O R 大鼠实验模型的基础上，分析了P Y Y 基因表达和分泌与肥胖易感性的关系，并探讨了膳食干预对肥胖易感动物P Y Y 基因表达和分泌的影响及其对
6、摄食和体重的调节作用，现将主要结果概括如下；第一部分高脂饮食诱导大鼠肥胖易感性差异的研究目的以S D 大鼠为实验对象，用高脂高能饲料喂养，建立肥胖和肥胖抵抗动物模型，为研究膳食和遗传因素在肥胖发生中的作用及其机制提供实验动物。方法参照文献资料设计高脂高能饲料配方，用基础饲料6 0 9 、猪油1 5 9 、鸡蛋黄粉1 0 9 、脱脂奶粉8 9 、干酪素5 9 、白沙糖2 9 配制成高脂高能饲料。基础饲料总能量3 2 9 k c a l g ( 其中蛋白质占2 1 8 8 、脂肪占1 3 6 8 、碳水化合物占6 4 4 4 ) ；高脂饲料总能量4 6 2 k c a l g ( 其中蛋白质占2
7、0 0 0 、脂肪占4 9 8 5 、碳水化合物占3 0 1 5 ) 。将7 2 只清洁级S D 大鼠( 雌雄各半，体重1 5 0 1 6 0 9 )适应性喂养l 周后按体重随机分为基础对照组( 雌、雄各9 只) 和高脂喂养组( 雌、雄各2 7 只) ，分别喂以基础饲料和高脂饲料1 3 周。于第0 周末过夜禁食l O h 采尾血，分离血清2 0 “ C 保存，检测空腹血糖和血脂水平。实验期问动物均单笼喂2http:/ - 学位论文养，动物房温度( 2 2 5 ) ，相对湿度( 5 0 + 1 0 ) ，自由摄食饮水，每同记录给食量和撤食量，每周称体重，每4 周量体长，观察大鼠的摄食和体重增长情
8、况，于实验第1 3 周末参照对照组平均体重和标准差，将高脂饲料喂养组大鼠再分为饮食诱导肥胖组( D I O ：体重 i + 1 9 6 s ) 和饮食诱导肥胖抵抗组( D I O R ：体重 O 0 5 ) 。实验第1 3 周，D I O 大鼠体重、体长、L e e S 指数、脂肪湿重、脂体比、肝体比均显著高于D I O R和对照组大鼠( 尸 O 0 5 ) 。脂肪组织切片可见，与对照组相比，D I O 组脂肪细胞形态变圆，体积增大，D I O R 组脂肪细胞形态变圆，但体积增大不明显。肝组织切片苏月染色显示，与对照组相比，D I O 和D I O R 大鼠肝组织中均有较大脂滴，且D I O
9、组脂滴数量更多，体积更大，并有脂肪空泡形成。实验开始时各组大鼠空腹血糖( F B G ) 、总胆固醇( T C ) 、甘油三酯( T G ) 和低密度脂蛋白胆固醇( L D L C )水平均无显著性差异，第1 3 周时，D I O 大鼠T C 、T G 、L D L C 和F B G 均显著高于对照组口 O 0 5 ) ，e x c e p tt h a tT Gw e r ei n c r e a s e di nD I O - Rg r o u p C o n c l u s i o nW ee s t a b l i s h e dS Dr a tm o d e l so fD I Oa
10、 n dD I O Ra f t e r3m o n t h so fh i g h - f a tf e e d i n g D I Or a t sw e r ed i f f e r e n tf r o mD I O Rr a t sn o to n l yi nb o d yw e i g h t ，b u ta l s oi nb o d yf a tp e r c e n ta n dp h y s i o l o g i c a la s p e c t ss u c ha sb l o o dl i p i d s T h es u c c e s s f u le s t
11、a b l i s h m e n to fD I Oa n dD I O Rm o d e l sp r o v i d e da na t t r a c t i v et o o lf o rf u r t h e rs t u d y P a r tt w oP l a s m aa n dG e n eE x p r e s s i o nL e v e l so fP Y Yi nR a t sS u s c e p t i b l eo rR e s i s t a n tt oD i e tI n d u c e dO b e s i t yo b j e e t i v eT
12、 oc h a r a c t e r i z et h ef o o di n t a k eo fD I Oa n dD I O Rr a t sa f t e rc h r o n i ch i g h - f a tf e e d i n g a n di d e n t i f yt h er o l eo fP Y Ya n dN P Yi nt h ed e v e l o p m e n to fD I Ohttp:/ n dD I O R M e t h o d sA n i m a lt r e a t m e n tw a st h es a m ea st h ep a
13、 r to n e S Dr a t sw e r ef e dw i t hc h o wd i e t ( c o n t r o lg r o u p ) o rh i g h f a td i e t A f t e r1 3w e e k s ，t w og r o u p so fr a t sw i t hd i f f e r e n tr e s p o n s er e s p e c tt ot h eh i g h - f a td i e tw e r ei d e n t i f i e d ，a n dw e r ea s s i g n e da sd i e
14、ti n d u c e do b e s i t y ( D I o ) a n dd i e ti n d u c e do b e s i t yr e s i s t a n t ( D I O R ) r a t s D i e t a r yi n t a k ew e r ew e i g h e da n dr e c o r d e dd a i l ya n db l o o ds a m p l ew e r ec o l l e c t e d ，p l a s m aw e r ep r e p a r e da n ds t o r e da t 一8 0 。Cf
15、o rf u r t h e ra s s a y A l lf e m a l er a t sw e r ek i l l e db yd e c a p i t a t i o na f t e r1 0 hf a s t i n g ，h y p o t h a l a m u st i s s u e sw e r eh o m o g e n i z e da n dt h es u p e r n a t a n tw e r es t o r e da t 一8 0 “ Cf o rf u r t h e ra s s a yo fN P Yc o n c e n t r a
16、t i o n S a m p l e sf r o mh y p o t h a l a m u s ，w h i t ea d i p o s et i s s u e ，i l e u ma n dc o l o nw e r ei m m e d i a t e l ye x c i s e da n df r o z e ni nl i q u i dn i t r o g e na n dt h e ns t o r ea t - 8 0 u n t i la n a l y s i s 1 b t a lR N Aw e r ee x t r a c t e du s i n gT r i z o lR e a g e n ta n
