本文關鍵詞：新型磷酸酶MTMR14的缺失對小鼠代謝和動脈粥樣硬化的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：MTMR14是一種新型磷酸酶,與大多數(shù)蛋白質磷酸酶不同,其特異性底物是磷酸肌醇而不是蛋白質。已有報道顯示:MTMR14在很多組織如心臟、骨骼肌和睪丸中高表達,且該基因的突變或缺失通過調節(jié)鈣離子失衡導致許多肌肉疾病,如中央核肌病、骨骼肌細胞衰老、肌肉疲勞和肌無力等。進一步研究表明:MTMR14可能與細胞自噬及增殖,機體肥胖及衰老相關。然而,該基因在機體代謝、炎癥反應、衰老和動脈粥樣硬化(atherosclerosis,簡稱AS)中扮演的角色尚不清楚。因此,本文利用野生型(wildtype,WT)和MTMR14基因敲除(knockout,KO)小鼠為模型,從以下兩個方面研究了MTMR14的缺失對小鼠代謝、肥胖、衰老和AS的影響及其分子機理。首先,我們研究了MTMR14的缺失對不同年齡階段小鼠代謝和衰老的影響。結果顯示:與WT小鼠相比,MTMR14的缺失導致老年小鼠體重、血糖、血清TG和TC含量顯著升高,小鼠表現(xiàn)為明顯的肥胖。油紅O染色顯示:在老年MTMR14KO小鼠骨骼肌和肝臟中脂質沉積增加,脂肪細胞體積增大。Real-time PCR實驗結果顯示:MTMR14的缺失下調骨骼肌和脂肪中一系列代謝因子如Glut4、Leptin、Adiponectin mRNA水平。與之相反的是,主要功能為解毒和代謝的肝臟中Glut4、Leptin、Adiponectin mRNA上調;骨骼肌、脂肪和肝臟中一系列炎癥因子TNF-α、IL-6、IL-1β和MCP-1的表達失調。進一步Western blotting結果顯示,除肌肉中ERK磷酸化水平下調外,MTMR14的缺失導致骨骼肌、脂肪和肝臟中AKT和ERK磷酸化水平上調。值得注意的是,MTMR14的缺失對幼年小鼠上述影響并不顯著,在成年小鼠中,以上結果部分具有差異。這一部分實驗結果顯示:MTMR14的缺失會導致小鼠的成年后肥胖,且PI3K/AKT及ERK信號通路可能參與了MTMR14缺失所導致的成年后肥胖及一系列后續(xù)的代謝失衡及慢性炎癥的發(fā)生過程。其次,我們研究了MTMR14缺失在高脂飲食(high fat diet,HFD)和正常飲食(normal chow diet,NCD)下對小鼠AS的影響。我們設計了四組小鼠模型,即WT-NCD、KO-NCD、WT-HFD、KO-HFD。與其他三組比較,隨著模型時間的延長,KO-HFD組小鼠體重、血糖、血清TG和TC、組織TG和TC水平顯著升高。模型90天時,KO-HFD組小鼠肝臟和骨骼肌中脂質沉積增加,動脈中具有明顯的脂質條紋,小鼠表現(xiàn)出AS癥狀。隨后的研究表明:KO-HFD組小鼠骨骼肌和脂肪組織中Glut4和Adiponectin mRNA水平顯著下調,與之前的研究相似,肝臟組織中Leptin、Glut4和Adiponectin mRNA水平有所上調;KO-HFD組小鼠骨骼肌、肝臟和脂肪組織中炎癥因子TNF-α、IL-6、IL-1β和MCP-1的轉錄水平顯著升高。進一步研究顯示:KO-HFD骨骼肌、肝臟和脂肪中AKT和ERK磷酸化水平顯著增加。這一部分實驗結果表明,MTMR14的缺失會導致高脂飼養(yǎng)小鼠發(fā)生AS,且PI3K/AKT及ERK信號通路可能參與了這一過程。以上結果提示:MTMR14的缺失促進小鼠產(chǎn)生年齡依賴性的代謝障礙和肥胖,并推進高脂飲食小鼠AS的發(fā)生進程。
【關鍵詞】：磷酸酶 MTMR14 代謝 衰老 肥胖 動脈粥樣硬化
【學位授予單位】：中南民族大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R363
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第一章 緒論13-28
• 1.1 激酶概述13-14
• 1.2 磷酸酶14-15
• 1.2.1 磷酸酶概述14
• 1.2.2 磷酸酶的分類14-15
• 1.3 磷酸肌醇磷酸酶15-17
• 1.3.1 PTEN16
• 1.3.2 MTM家族16-17
• 1.4 MTMR14的研究進展17-21
• 1.4.1 MTMR14基因和蛋白17-18
• 1.4.2 MTMR14的功能與疾病18-21
• 1.4.2.1 MTMR14的催化活性18-19
• 1.4.2.2 MTMR14與CNM19
• 1.4.2.3 MTMR14調節(jié)鈣離子平衡和骨骼肌衰老19-20
• 1.4.2.4 MTMR14對自噬的調節(jié)20
• 1.4.2.5 MTMR14與心臟功能20-21
• 1.5 動脈粥樣硬化的研究進展21-26
• 1.5.1 AS概述21
• 1.5.2 影響AS的因素及AS發(fā)生的分子機制21-22
• 1.5.3 炎癥與AS22-23
• 1.5.4 高血壓和高血糖與AS23-24
• 1.5.5 細胞行為與AS24
• 1.5.6 脂質代謝與AS24-25
• 1.5.7 Leptin、Adiponectin與AS25
• 1.5.8 AKT/ERK信號通路與AS25-26
• 1.6 本文構思26-28
• 1.6.1 選題緣由26
• 1.6.2 研究內容26-27
• 1.6.3 研究目的及意義27-28
• 第二章 實驗材料、儀器和試劑28-36
• 2.1 實驗材料28-29
• 2.1.1 實驗動物28
• 2.1.2 小鼠飼料和墊料28-29
• 2.2 實驗儀器和耗材29-30
• 2.2.1 實驗儀器29-30
• 2.2.2 實驗耗材30
• 2.3 實驗試劑30-32
• 2.3.1 常用試劑30-32
• 2.3.2 抗體32
• 2.4 溶液配制32-36
• 2.4.1 基因型鑒定所需溶液32-33
• 2.4.2 病理染色所需溶液33
• 2.4.3 Real-time PCR所需溶液33-34
• 2.4.4 Western blotting所需試劑34-36
• 第三章 實驗方法36-47
• 3.1 小鼠合籠36
• 3.2 基因型鑒定(genotyping)36-38
• 3.3 體重、血糖、甘油三酯、膽固醇的測量38-41
• 3.3.1 葡萄糖耐受(Glucose tolerance test, GTT)38
• 3.3.2 TG和TC測量38-41
• 3.3.2.1 小鼠血清TG和TC測量38-39
• 3.3.2.2 小鼠組織TG和TC測量39-41
• 3.4 病理切片及染色41
• 3.4.1 小鼠胸主動脈油紅O染色41
• 3.5 熒光定量PCR41-44
• 3.5.1 總RNA的提取41-42
• 3.5.2 逆轉錄PCR42-43
• 3.5.3 Real-time PCR43-44
• 3.6 Western blotting44-47
• 3.6.1 組織總蛋白的提取44-45
• 3.6.2 Western blotting45-46
• 3.6.3 所用抗體46
• 3.6.4 蛋白相對表達量化方法46-47
• 第四章 MTMR14的缺失對小鼠代謝和衰老的影響47-67
• 4.1 引言47-48
• 4.2 實驗結果48-65
• 4.2.1 小鼠基因型鑒定48
• 4.2.2 MTMR14的缺失促進老年小鼠肥胖48-50
• 4.2.3 MTMR14的缺失導致老年小鼠代謝紊亂50-52
• 4.2.3.1 MTMR14基因敲除導致老年小鼠基礎血糖升高50-51
• 4.2.3.2 MTMR14基因敲除導致老年小鼠血清甘油三酯升高51-52
• 4.2.3.3 MTMR14基因敲除導致老年小鼠血清膽固醇升高52
• 4.2.4 MTMR14的缺失增加老年小鼠骨骼肌和肝臟中脂質沉積52-54
• 4.2.4.1 MTMR14的缺失增加老年小鼠肝臟中脂質沉積53-54
• 4.2.4.2 MTMR14的缺失增加老年小鼠骨骼肌中脂質沉積54
• 4.2.5 MTMR14的缺失導致老年小鼠脂肪細胞體積增大54-55
• 4.2.6 MTMR14的缺失對代謝相關基因的影響55-58
• 4.2.6.1 MTMR14的缺失下調老年小鼠骨骼肌和脂肪代謝相關基因的表達56-57
• 4.2.6.2 MTMR14的缺失上調肝臟中Glut4、Leptin及Adiponectin的表達57-58
• 4.2.7 MTMR14的缺失增加老年小鼠炎癥反應58-61
• 2.4.7.1 MTMR14的缺失增加骨骼肌炎癥反應59-60
• 2.4.7.2 MTMR14的缺失增加脂肪組織炎癥反應60
• 4.2.7.3 MTMR14的缺失增加肝臟組織炎癥反應60-61
• 4.2.8 MTMR14的缺失對AKT、ERK和Glut4信號通路的影響61-65
• 4.2.8.1 MTMR14的缺失對Glut4的影響61-63
• 4.2.8.2 MTMR14的缺失對ERK/AKT信號通路的影響63-65
• 4.3 小結65-67
• 第五章 MTMR14的缺失對動脈粥樣硬化的影響67-90
• 5.1 引言67
• 5.2 實驗結果67-88
• 5.2.1 小鼠基因型鑒定67-68
• 5.2.2 ApoE-/-高脂模型評估68-70
• 5.2.2.1 高脂喂食導致ApoE-/-小鼠血糖升高68-69
• 5.2.2.2 高脂喂食導致ApoE-/-小鼠血清TG和TC升高69-70
• 5.2.2.3 高脂喂食導致ApoE-/-小鼠動脈脂質沉積70
• 5.2.3 MTMR14對高脂模型小鼠代謝的影響70-74
• 5.2.3.1 MTMR14小鼠高脂模型的建立70-71
• 5.2.3.2 MTMR14的缺失對小鼠體重和血糖的影響71
• 5.2.3.3 MTMR14的缺失對小鼠血清甘油三酯和膽固醇的影響71-72
• 5.2.3.4 MTMR14的缺失增加小鼠骨骼肌、肝臟和脂肪組織中TG和TC含量72-74
• 5.2.4 MTMR14的缺失促進高脂飲食小鼠AS形成74-76
• 5.2.5 MTMR14的缺失對小鼠骨骼肌、肝臟脂質代謝的影響76-78
• 5.2.5.1 MTMR14的缺失對小鼠骨骼肌和肝臟脂質代謝的影響76-77
• 5.2.5.2 MTMR14的缺失增大脂肪細胞體積77-78
• 5.2.6 MTMR14的缺失對小鼠代謝相關基因的影響78-81
• 5.2.6.1 MTMR14的缺失下調骨骼肌和脂肪Glut4和Adiponectin的表達78-80
• 5.2.6.2 MTMR14的缺失上調肝臟Glut4、Leptin和Adiponectin的表達80-81
• 5.2.7 MTMR14的缺失對骨骼肌、脂肪和肝臟的炎癥反應的影響81-84
• 5.2.7.1 MTMR14的缺失增加骨骼肌炎癥反應82-83
• 5.2.7.2 MTMR14的缺失增加脂肪組織炎癥反應83
• 5.2.7.3 MTMR14的缺失對肝臟組織炎癥反應的影響83-84
• 5.2.8 MTMR14的缺失對AKT、ERK和Glut4信號通路的影響84-88
• 5.2.8.1 MTMR14的缺失對Glut4信號通路的影響85-86
• 5.2.8.2 MTMR14的缺失對AKT/ERK信號通路的影響86-88
• 5.3 小結88-90
• 討論與展望90-95
• 參考文獻95-107
• 致謝107-108
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄108

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本文編號：284976