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【動(dòng)物實(shí)驗(yàn)外包服務(wù)】-自發(fā)性肥胖恒河猴的血漿脂質(zhì)組學(xué)特征

  簡(jiǎn)介:肥胖患病率的增加正成為一個(gè)醫(yī)學(xué)和公共衛(wèi)生問(wèn)題,因?yàn)榉逝峙c代謝異常密切相關(guān),包括高脂血癥、非酒精性脂肪肝(NAFLD)、2型糖尿?。═2D)和心血管疾病。大量研究表明,肥胖在胰島素抵抗(IR)和T2D的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用,人們普遍認(rèn)為肥胖引起的血脂異常是導(dǎo)致IR和T2D發(fā)生發(fā)展的主要因素,其特點(diǎn)是血脂含量增加,特別是三酰甘油(TG)和游離脂肪酸(FFA)T2D型。然而,將血脂異常與IR和T2D聯(lián)系起來(lái)的確切機(jī)制仍然知之甚少。因此,明確肥胖引起IR和T2D的發(fā)病關(guān)鍵因素,尤其是在疾病進(jìn)展的早期,顯得尤為重要和緊迫。非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物(NHPs)如恒河猴(Macaca mulatta)和食蟹猴(macacafcicularis)由于在遺傳學(xué)和生理學(xué)上與人類(lèi)高度相似,特別適合用于生物醫(yī)學(xué)研究。雖然高熱量飲食很容易誘發(fā)肥胖,但許多報(bào)告已令人信服地證明,自發(fā)性肥胖在NHPs中很常見(jiàn),而且它們顯示出與肥胖相關(guān)的生理變化,包括腹部脂肪增加、體重指數(shù)(BMI)以及血脂異常IR和T2D,與人類(lèi)相似。因此,NHPs經(jīng)常被用作肥胖和肥胖相關(guān)代謝疾病的有價(jià)值的研究模型。脂質(zhì)組學(xué)代表全球脂質(zhì)種類(lèi)的模式,并提供許多有希望的新型脂質(zhì)生物標(biāo)志物和有價(jià)值的信息,以闡明常見(jiàn)的復(fù)雜疾?。ㄈ缪惓:头逝职Y)的發(fā)病機(jī)理。隨著新型檢測(cè)和分析技術(shù)的出現(xiàn),在血漿和組織中進(jìn)行全面的脂質(zhì)組分析成為可能。 以前,我們篩選了一定數(shù)量的自發(fā)性肥胖和糖尿病恒河猴。選擇三只BMI為40 kg / m2或更高且年齡在12至18歲的雌性肥胖猴子,隨后在1年內(nèi)監(jiān)測(cè)其代謝指標(biāo),它們顯示出血脂異常,脂肪肝和IR,與人類(lèi)早期T2D相似。在本研究中,我們對(duì)正常和自發(fā)性肥胖的猴子進(jìn)行了血漿脂質(zhì)體分析,以確定肥胖和胰島素抵抗的潛在脂質(zhì)生物標(biāo)志物或疾病因素。

  動(dòng)物和血漿樣本收集:我們?cè)谙惹暗难芯恐忻枋隽擞糜诤Y選自發(fā)肥胖猴子的標(biāo)準(zhǔn),肥胖定義為體重指數(shù)為40?kg/m2或更高。三只個(gè)體肥胖(OB)雌性猴子和三只年齡相似(12-18?歲)的正常(CK)雌性猴子被確定用于本研究。所有猴都可以隨意飲水和進(jìn)食,包括21.6%的卡路里(蛋白質(zhì)),5.4%(脂肪)和56.6%(碳水化合物)。用劑量為20 mg/kg的氯胺酮對(duì)猴實(shí)施安樂(lè)死。在禁食條件下,從股靜脈采集血液到含乙二胺四乙酸(EDTA)的試管中,然后在3000?rpm下室溫離心5?min。離心后,將血漿保存在-80°C下進(jìn)行進(jìn)一步研究。

  血漿脂肪酸成分的氣相色譜/質(zhì)譜(GC / MS)分析:按照先前報(bào)道的方法對(duì)血漿脂肪酸進(jìn)行甲基化,但稍作修改。簡(jiǎn)言之,在Pyrex管中加入20μL己烷內(nèi)標(biāo)物,其中含有1?mg/mL庚烷酸甲酯、0.5?mg/mL三羧酸甲酯和28?mg/mL丁基化羥基甲苯(BHT),然后加入50μL血漿和1?mL甲醇/己烷混合物(4:1,v/v)。在自制的液氮浴中冷卻試管10分鐘后,向混合物中加入100微升預(yù)冷的乙酰氯,然后用氮?dú)舛虝簺_洗。然后將試管旋蓋,并避光于室溫保持24小時(shí)。 將得到的混合物在冰浴中放置10分鐘,然后逐漸加入2.5mL的6%K2CO3溶液(搖動(dòng))以中和。將混合物靜置10分鐘,并將頂層轉(zhuǎn)移至玻璃樣品瓶中。 將該提取過(guò)程進(jìn)一步重復(fù)兩次,并將合并的上清液蒸發(fā)至干。將得到的殘留物重新溶解在50μL己烷中,然后進(jìn)行GC-火焰電離檢測(cè)器(FID)/ MS分析。甲基化脂肪酸在島津GC/MS-QP2010 PLUS光譜儀上進(jìn)行了測(cè)定,該光譜儀配備有電子沖擊(EI)離子源和氫火焰離子化檢測(cè)器。采用Agilent DB-225毛細(xì)管氣相色譜柱(10?m,0.1?mm內(nèi)徑,0.1?μm膜厚),進(jìn)樣量為1?μL,分流比為1:60。氦氣作為載體和補(bǔ)充氣體。進(jìn)樣口和檢測(cè)器溫度均設(shè)置為230°C。柱溫設(shè)置為55°C,持續(xù)1分鐘,然后以30°C/min的速率增加至205°C。然后將柱溫在205°C下保持3°min,然后升至230°C(5°C / min)。在EI電壓為70?eV,m/z范圍為45~450的條件下獲得了質(zhì)譜圖。甲基化脂肪酸通過(guò)與37種已知標(biāo)準(zhǔn)品混合物的色譜圖進(jìn)行比較來(lái)鑒定,并用其質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)。利用信號(hào)積分和內(nèi)標(biāo)的FID數(shù)據(jù)對(duì)每種脂肪酸進(jìn)行定量。結(jié)果表示為每升血漿中脂肪酸含量為 μmol。使用超高效液相色譜/質(zhì)譜分析血漿游離脂肪酸。使用UPLC-MS分析血漿磷脂和鞘脂。

  結(jié)果:肥胖猴的FFA水平升高:我們先前報(bào)告確定了一組自發(fā)性肥胖恒河猴,其體重、BMI、血清和肝臟TG含量顯著增加,并且有輕度胰島素抵抗。為了確定與肥胖和胰島素抵抗有關(guān)的潛在脂質(zhì)生物標(biāo)志物或疾病因素,還同時(shí)收集了先前用于肝蛋白質(zhì)組分析的三只肥胖(OB)和正常(CK)猴的血樣,同時(shí)用于脂質(zhì)組學(xué)分析。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)法測(cè)定脂肪酸的種類(lèi)。雖然血漿總脂肪酸水平?jīng)]有差異,但肥胖猴的棕櫚油酸(C16:1)和花生四烯酸(C20:4)水平均顯著高于正常猴。許多研究報(bào)道FFAs水平的升高與胰島素抵抗的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。因此我們檢測(cè)了血漿游離脂肪酸水平。與正常猴相比,肥胖猴的FFA水平顯著升高。與人類(lèi)結(jié)果一致,在猴血漿中八種游離脂肪酸中,棕櫚酸(C16:0)是主要組成脂肪酸。值得注意的是,除了C20:4和C20:5含量太低外,肥胖猴體內(nèi)C16:0、C16:1、C18:1、C18:2和C20:6五種脂肪酸的含量都比正常猴高。綜上所述,這些結(jié)果表明肥胖猴子的FFA水平也增加了,這與人類(lèi)和嚙齒動(dòng)物的肥胖模型是一致的。

  血漿磷脂和鞘脂的分布:采用UPLC/MS技術(shù)對(duì)正常和肥胖猴的血漿磷脂(PL)和鞘脂(SM)進(jìn)行了檢測(cè)。從磷脂酰膽堿(PC),磷脂酰乙醇胺(PE),磷脂酰肌醇(PI),磷脂酰絲氨酸(PS),磷脂酰甘油(PG),溶血磷脂酰膽堿(LPC),溶血磷脂酸(LPA)中鑒定,定量和分類(lèi)了總共129種脂質(zhì) 和SM。 在八類(lèi)脂質(zhì)種類(lèi)中,PC是最豐富的脂質(zhì)類(lèi)別,其次是SM,LPC和PI??傊?,與正常猴相比,肥胖猴的血漿PC,SM和LPA含量有所增加,而血漿PE含量則略有下降。

  肥胖猴的磷脂酰膽堿(PC)含量增加:共檢測(cè)到42種PC,其中17種PC的平均濃度大于50?nmol/mL,25種PC的平均濃度小于50?mmol/mL。另外,8種含C14:0脂肪酸的PC的濃度均低于10?nmol/mL。一般來(lái)說(shuō),與正常猴相比,肥胖猴體內(nèi)大多數(shù)PC種類(lèi)的水平都略有增加。如上所述,肥胖猴體內(nèi)的脂肪酸C16:1和C20:4水平顯著升高。與正常猴相比,肥胖猴子中所有四種C20:4的PC水平,一半的C16:1的PC水平顯著增加。這些結(jié)果表明,脂肪酸C20:4升高的水平可能來(lái)自PC,而不是FFA。肥胖猴的磷脂酰乙醇胺(PE)含量下降。肥胖猴的鞘磷脂(SM)含量增加。

  結(jié)論:總之,我們?cè)诤愫雍镏械脑S多發(fā)現(xiàn)與嚙齒動(dòng)物和人類(lèi)的報(bào)告一致。同時(shí),我們還發(fā)現(xiàn)了一種新的脂質(zhì)種類(lèi)16:0-LPA,在肥胖猴體內(nèi)的水平升高。這些脂質(zhì)種類(lèi),尤其是FFA C16:0和16:0-LPA發(fā)生改變,可能是肥胖相關(guān)疾病的診斷和研究對(duì)象。

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