瘦素基因敲除肥胖大鼠的血糖及病理长期观察
2020-03-27
来源:易榕旅网
2014年3月 中国比较医学杂志 CHINESE JOURNAL OF COMPARATIVE MEDICINE March,2014 Vo1.24 NO.3 第24卷第3期 瘦素基因敲除肥胖大鼠的血糖及病理长期观察 张 丽,关菲菲,张 旭,陈 炜,孙彩显,张连峰 (中国医学科学院,北京协和医学院,医学实验动物研究所,卫生部人类疾病比较医学重点实验室,北京100021) 【摘要】 目的对Leptin基因敲除sD大鼠血糖变化及病理表型进行长期分析,为使用该大鼠作为糖尿病和 western blot检测Leptin+/+大鼠和Leptin一/一大鼠肝脏中Leptin的表达。利用称 脂代谢模型积累数据。方法量方法测定Leptin基因敲除的sD大鼠(Leptin一/一)1,3,6,8月龄的体重变化,利用稳豪血糖仪采尾血测定1,3, 6,8月龄Leptin一/一大鼠空腹血糖值。HE染色和免疫组织化学观察Leptin一/一大鼠胰腺及肝脏的病理学变化。 结果Leptin一/一大鼠肝脏中表达变短的功能异常的Leptin蛋白。Leptin一/一大鼠从1月龄开始出现显著的体 重增加,8月龄时雌性体重为884 g,雄性体重可以达到1200 g,是野生sD大鼠的2倍。自1月龄起,Leptin一/一 雌鼠的空腹血糖值显著高于野生大鼠,在1月龄到6月龄之间差别明显(40%~26%),到8月龄和野生大鼠恢复 到近正常水平。8月龄Leptin一/一大鼠肝脏肝小叶中出现大量脂肪空泡,胰腺内较多脂肪细胞浸润、胰岛数量明 显增多,体积增大,胰岛素阳性B细胞增多。结论血糖。 Leptin一/一大鼠表型表现为肥胖,脂肪肝,胰岛增生和早期高 【关键词】 瘦素;基因敲除;空腹血糖;肥胖;大鼠 【中图分类号】R332 【文献标识码】A 【文章编号】1671.7856(2014)03-0045—05 doi:10.3969.j.issn.1671.7856.2014.003.010 Long—time observation of blood glucose and pathological phenotype of leptin knockout obese rats ZHANG Li,GUAN Fei—fei,ZHANG Xu,CHEN Wei,SUN Cai-xian,ZHANG Lian—feng (Key Laboratory of Human Diseases Comparative Medicine,Ministry of Health;Institute of Laboratory Animal Science, Chinese Academy of Medical Sciences(CAMS)&Comparative Medicine Centre,Peking Union Medical College(PUMC), Beijing 100021,China) 【Abstract】0bjective To obtain more physiological data of Leptin knockout SD rats available for the user,the long-term observation of fasting blood glucose and pathological phenotypes were performed.Methods The protein expression levels in liver tissues were determined by western blot.Body weight of Leptin knockout rats(Leptin一/一)and littermate lean rats(Leptin+/+)were weighed up at 1,3,6,8 months of age.Fasting blood glucose of Leptin+/+rats and Leptin一/一rats at 1,3,6,8 months of age were measured using One Touch@brand blood glucose monitoring systems.Pathological changes of pancreas and livers of Leptin一/一rats were observed by the method of HE staining and Immunohistochemistry(IHC).Results Short null Lepin proteins were expressed in liver tissues from Leptin…/rats. Leptin一/一rats become heavier than Leptin+/+rats since they were one month old.The body weight of Leptin一/一 [基金项目]国家“重大新药创制”科技重大专项课题“啮齿类研发平台创新药物研究开发技术平台建设”(2011ZX09307—302);国家科技 支撑计划课题“神经和代谢疾病基因工程模型的建立”(2012BAD9B02). [作者简介]张丽,女,博士,E-mail:zhangliqq2004@126.tom。 [通讯作者]张连峰,E—mail:Zhanglf@cnilas.org。 46 中国比较医学杂志2014年3月第24卷第3期Chin J Comp Med,March 2014,Vo1.24.No.3 rats at 8 months of age was twice as heavy as Leptin+/+rats,female Leptin一/一rats weighing 884g,and male Leptin 一/一rats weighing 1200g.Overt hyperglycemia was observed during the first month after birth.Compared with Leptin+/ +female rats,the fasting blood glucose of Leptin一/一female rats was increased by 40%一26%from 1 to 6 months old. After that,blood glucose values decreased and eventually become nearly normal at 8 months of age.Pathological examination indicated that Leptin一/一rats at 8 months of age had a fatty liver,more pancreas islets with lager volume and more beta cells with increased insulin secretion.Conclusion islet cell hyperplasia and early hyperglycemia. Leptin一/一rat were characterized by obesity,fatty liver, 【Key words】Leptin;Knock out;Fasting blood glucose;Obesity;Rat 瘦素(Leptin)是一个主要由白色脂肪组织分泌 尿病等模型提供了基础数据。 的蛋白质类激素…,其与中枢神经系统的瘦素受体 结合能够启动调节摄食和机体能量平衡,当瘦素缺 失或者受体缺失,会导致肥胖发生 。 美国杰克逊实验室发现的一种隐性遗传的 Leptin自发突变小鼠(ob/ob) ,表现为摄食过度、 肥胖、葡萄糖耐受、高血浆胰岛素水平、不孕不育, 因此被广泛地应用于糖尿病、肥胖、心血管和代谢 类疾病研究 。 尽管大鼠是使用量仅次于小鼠的实验动物,而 且相对于小鼠,大鼠与人类的关系近了大约400— 500万年 ,其在生理、代谢、神经系统疾病等方面 比小鼠有更好的表现 。然而,传统基因打靶技术 受到大鼠的Es细胞全能性局限,而一度未能实现 Leptin敲除大鼠的建立。随着锌指酶(ZFN)和类转 录激活因子效应因子核酸酶(TALENs)等技术的不 断完善,使大鼠基因敲除实用化 。2012年, Serglo Valra等 叫利用ZFN技术获得了一种Leptin 敲除大鼠,是在该基因外显子1和内含子上发生了 151个碱基片断的缺失,Leptin蛋白无法正常表达。 该纯合子大鼠出现摄食增加,肥胖,血清中总胆固 醇、高密度和低密度胆固醇显著增加,有明显的高 胰岛素血和糖耐受受损。 我们利用TALENs技术建立了Leptin基因敲除 的sD大鼠品系(Leptin一/一),并对年轻Leptin 一/一大鼠的体重、脂肪含量、糖代谢等进行了初步 分析报,发现4月龄的Leptin一/一大鼠已经表现 出肥胖、高胰岛素血、高脂血和糖代谢异常… 。虽 然目前世界上几个实验室建立了Leptin一/一大鼠, 但是一方面敲除的区域不同¨ “ ,另一方面,缺少 对Leptin一/一大鼠长期病理生理变化的分析数据, 影响了Leptin一/一大鼠的作为肥胖、糖尿病等疾病 模型的使用。本文对1一-8月龄Leptin一/一大鼠及 同窝瘦大鼠(Leptin+/+)的血糖变化及病理表型 进行了对比分析,为Leptin一/一大鼠作为肥胖、糖 1材料和方法 1.1 动物 Leptin一/一大鼠背景品系为sD,在本实验室 繁育(SCXK(京)2013—002),选择基因敲除纯合子 Leptin一/一大鼠和同窝阴性大鼠(Leptin+/+)。 雌鼠:Leptin+/+(n=5)和Leptin一/一(n=5) 各5只;雄鼠:Leptin+/+4只(n=4)和Leptin 一/一2只(n=2)。本实验方案得到中国医学科学 院医学实验动物研究所实验动物使用与管理委员 会的批准,批准号为ILAS-GC.2012-001。 1.2 western blot检测Leptin的表达 提取Leptin一/一大鼠和同窝阴性Leptin+/+ 大鼠肝组织总蛋白,BCA法测定浓度,进行SDS— PAGE凝胶电泳,将蛋白条带转移到0.45 Ixm硝酸 纤维素膜上,置于5%的脱脂奶粉封闭液中,室温 1 h,加入TBST稀释的兔抗Leptin多克隆抗体(1: 500)(abl17751,Abeam,美国),4。C孵育过夜,用 TBST洗膜三次,每次10 rain。然后加入1:15000辣 根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG,室温杂交1 h。 采用HRP—GAPDH(康成生物,中国)作为内参,将膜 置于化学发光剂中,用x光胶片曝光、显影及定影。 1.3体重测定 从1月龄开始,分别于1、3、6、8月龄给待测大 鼠称重。 1.4空腹血糖测定 分别于1、3、6、8月龄,待测大鼠禁食过夜(不 禁水),次日上午八点采尾血稳豪血糖仪测定血 糖值。 1.5组织学观察 2%戊巴比妥钠麻醉牺牲大鼠,打开腹腔取出胰 腺及肝脏固定于10%中性福尔马林中24 h,脱水, 石蜡包埋及切片HE染色,抗胰岛素(insulin)多克 隆抗体行免疫组织化学(4590s,1:100,Cell 中国比较医学杂志2014年3月第24卷第3期Chin J Comp Med,March 2014,Vo1.24.No.3 49 372(6505):425—432. 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