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摘要研究背景和意义：<br>　　肥胖是因能量摄入超过能量的消耗或机体代谢异常，导致脂肪在体内大量积聚造成超重并达到危害健康的一种慢性代谢性疾病。肥胖能够增加2型糖尿病、脂肪肝、动脉粥样硬化、心肌梗死、阿尔兹海默病等疾病的风险，从而导致生活质量和预期寿命的下降，对全球特别是我国人民的健康构成严重威胁。肥胖的发生受多方面因素的调控，如神经调节异常、脂代谢异常、胰岛素抵抗等。炎症细胞(如巨噬细胞)及炎症调节因子(如趋化因子)已被证实参与肥胖及其诱导的脂肪组织炎症，但还有许多潜在的脂肪炎症调控分子及其调控机制尚不清楚。<br>　　Semaphorin7A(Sema7A)是轴突导向分子旗语家族成员，在神经元、内皮细胞、炎症细胞等多种细胞表达，通过其受体Integrinβ1或PlexinC1参与相关病理生理过程，如轴突的生长、成骨细胞的生成和破骨细胞的分化、免疫反应等。我们实验室最近报道了血管内皮细胞Sema7A的表达受扰动流的调控，通过Integrinβ1信号通路促进粘附分子的表达，从而导致炎症细胞的浸润，加速动脉粥样硬化斑块的形成，提示Sema7A具有参与肥胖和脂肪组织炎症的细胞和分子基础。因此，本研究利用Sema7A敲除小鼠和肥胖模型，探究了Sema7A在肥胖中的作用及机制。结果表明Sema7A可能是通过调控脂肪组织巨噬细胞的极化，参与高脂诱导的肥胖、脂肪肝和胰岛素抵抗。<br>　　研究目的：<br>　　本研究旨在探讨轴突导向分子Sema7A是否参与肥胖的发病进程及其作用机制。<br>　　研究方法：<br>　　1.Sema7A敲除对高脂诱导的肥胖的影响<br>　　将Sema7A敲除小鼠和WT小鼠，喂食60％高脂饲料8-10周，建立高脂肥胖模型。定时监测体重变化，称重统计各部位脂肪大小及重量差异，并将脂肪组织染色切片观察脂肪细胞形态变化。<br>　　2.Sema7A敲除对高脂诱导的脂肪肝的影响<br>　　取高脂喂养小鼠的肝脏组织，称重并切片染色观察肝脏中的脂滴含量及形态变化。进一步取小鼠肝脏裂解液，检测三脂酰甘油(Triacylglycerol，TG)的含量。<br>　　3.Sema7A对葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性的影响<br>　　取高脂喂养小鼠，检测两组小鼠的葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性，并取脂肪组织蛋白裂解液，利用WestemBlot检测脂肪组织的胰岛素信号通路的AKT磷酸化。同时检测两组小鼠血糖和瘦素(Leptin)水平变化。<br>　　4.Sema7A敲除对脂肪合成和血脂的影响<br>　　取小鼠血清，检测血清中三脂酰甘油、总胆固醇(Total cholesterol，TC)、低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)的水平。用RT-qPCR检测脂肪组织中脂肪合成相关基因的表达。<br>　　5.Sema7A敲除对脂肪组织巨噬细胞极化的影响<br>　　取高脂喂养的小鼠脂肪组织，经胶原酶消化，分离基质血管成分(Stromai vascular fraction，SVF)，经流式细胞检测，分析白细胞、总巨噬细胞以及巨噬细胞中M1型巨噬细胞及M2型巨噬细胞的百分比。RT-qPCR检测内脏脂肪组织中M1和M2型巨噬细胞的标志物。<br>　　研究结果：<br>　　1.Sema7A敲除促进高脂饮食诱导的肥胖<br>　　我们首先观察了Sema7A对高脂饮食诱导的肥胖的影响。发现Sema7A-/-小鼠喂食高脂后较WT小鼠体重增加速度明显增加(雄鼠p＜0.01，雌鼠p＜0.05)。Sema7A-/-小鼠身体各部位脂肪组织与WT小鼠相比重量显著增加，分别为生殖器周围脂肪组织(Genital white adipose tissue，gWAT)、腹股沟处的皮下脂肪组织(Subcutaneous white adipose tissue，sWAT)和背部棕色脂肪组织(Brown adipose tissue，BAT)(雄鼠sWATp＜0.0001，BATp＜0.001，雌鼠gWATp＜0.001，sWATp＜0.01，BATp＜0.001)。因此，结果表明Sema7A敲除促进高脂饮食诱导的肥胖。<br>　　2.Sema7A敲除促进高脂饮食诱导的脂肪肝<br>　　由于肥胖能够增加脂肪肝的风险，我们观察了Sema7A对高脂饮食诱导的脂肪肝的影响。我们发现Sema7A-/-小鼠肝脏体积较WT小鼠增大，重量也显著增加(雄鼠p＜0.01，雌鼠p＜0.0001)。切片染色发现Sema7A-/-小鼠肝脏中出现更多和直径更大的红色脂滴，且脂质空泡增多。Sema7A-/-小鼠肝脏中三脂酰甘油含量较WT小鼠显著增加(p＜0.05)。数据显示Sema7A敲除促进高脂饮食诱导的脂肪肝。<br>　　3.Sema7A敲除降低葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性<br>　　研究认为，胰岛素抵抗是肥胖及2型糖尿病的重要机制。因此，我们探讨了Sema7A对葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性的影响。我们检测了高脂喂养的两组小鼠的葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性，发现Sema7A-/-小鼠血糖回复能力较WT小鼠减弱(P＜0.01)，提示其葡萄糖耐受性降低，胰岛素敏感性降低(60分钟p＜0.05;90和120分钟p＜0.01)。机制上，发现Sema7A敲除降低胰岛素诱导的AKT磷酸化(p＜0.01)。同时，高脂饮食后饥饿条件下Sema7A敲除小鼠血清瘦素水平显著增加(p＜0.0001)，提示在敲除小鼠中存在着更为严重的瘦素抵抗。<br>　　4.Sema7A敲除促进高脂饮食诱导的血脂水平升高及脂肪合成增加<br>　　肥胖伴随着血脂异常和脂代谢异常。为探究Sema7A对脂代谢和血脂的影响，我们取两组小鼠饥饿时的血清进行检测，发现高脂饮食小鼠Sema7A敲除后TG、TC和LDL-C均显著增加(TGp＜0.01，TCp＜0.01，LCL-Cp＜0.05)。RT-qPCR检测脂肪组织的脂肪合成基因，发现Sema7A-/-小鼠部分脂肪合成基因如FASN、ACSS1和ACC1表达均显著增加(FASNp＜0.05，ACSS1p＜0.01，ACC1p＜0.05)。研究结果提示Sema7A敲除促进高脂饮食诱导的血脂水平升高及脂肪合成增加。<br>　　5.Sema7A敲除促进脂肪组织巨噬细胞极化<br>　　脂肪组织炎症是肥胖的诱导因素之一。为探索Sema7A对脂肪组织炎症的影响，我们分离脂肪组织的SVF，结果显示Sema7A-/-小鼠gWAT(p＜0.05)和sWAT(p＜0.01)中SVF均显著增加，gWAT巨噬细胞中M1型巨噬细胞占总巨噬细胞的百分比显著增加(p＜0.01)，RT-qPCR检测gWAT和sWAT中M1和M2型巨噬细胞的标志物，发现M1型巨噬细胞的标志物MCP-1等表达增加(p＜0.05)，而M2型巨噬细胞的标志物如IL-10和CD301的表达显著降低(p＜0.05)。提示Sema7A可能通过影响巨噬细胞的极化参与高脂诱导的肥胖。<br>　　结论：<br>　　我们的研究发现1)Sema7A敲除促进高脂诱导的小鼠肥胖和脂肪肝;2)Sema7A敲除增加高脂诱导的小鼠胰岛素抵抗和血脂水平;3)Sema7A敲除改变脂肪组织巨噬细胞的极化;4)对Sema7A调控脂肪组织炎症细胞浸润和巨噬细胞极化的深入研究，有望使之成为调控肥胖及相关代谢疾病的重要靶点。