基于Dio2促产热效应研究UCP1诱导剂黄芩素的抗肥胖作用及分子机制
批准号:
82070877
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
强桂芬
依托单位:
学科分类:
能量代谢调节异常与肥胖
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
强桂芬
中文摘要
新近研究表明增加脂肪组织中产热基因解偶联蛋白1(UCP1)的药物有可能减少体内脂肪从而抵抗肥胖。然而,促进棕色脂肪活化和白色脂肪棕色化的药物研发始终未取得实质性进展。申请人在前期研究中采用CRISPR/Cas9基因编辑技术在棕色脂肪细胞构建UCP1诱导剂高通量筛选模型,筛选获得具有明显UCP1诱导作用的天然产物黄芩素,它可促进正常小鼠棕色脂肪产热和白色脂肪棕色化,显著抵抗高脂喂养小鼠诱发的肥胖,而碘甲腺原氨酸脱碘酶Ⅱ(Dio2)有可能是介导黄芩素促产热效应的关键靶点。目前黄芩素抗肥胖的具体机制尚不明确。本课题拟采用转基因ob/ob与高脂诱导肥胖动物及脂肪细胞模型,联合反向找靶、RNA Sequencing和脂质组学技术,明确UCP1诱导剂黄芩素的抗肥胖作用,并探究其通过Dio2促进棕色脂肪产热和白色脂肪棕色化抗肥胖的潜在机制。本研究将为抗肥胖药物研发提供新的思路,为肥胖症治疗带来希望。
英文摘要
Recent studies showed that the drug increasing thermogenic gene expression of UCP1 in adipose tissue might be the novel approach for the treatment of obesity through reducing body fat. However, no substantial progress has been made in the drug research and development for activating brown fat and promoting white fat browning yet. In the previous study, we established the high throughput screening model for UCP1 inducer in brown adipocytes utilizing CRISPR/Cas9 gene-editing technique and found natural product Baicalein with significant UCP1-inducing effect. Baicalein not only promoted the brown fat thermogenesis and white fat browning in normal mice, but significantly protected against high fat diet-induced obesity in mice. The mechanism investigation suggested that type II iodothyronine deiodinase (Dio2) might be the key target mediating thermogenic effect of Baicalein. To date, the anti-obesity underlying mechanism of Baicalein are not well understood. In the current study, we are going to use the high fat diet-induced obesity and transgenic ob/ob obesity animal models and adipocytes model, combined with target fishing, RNA sequencing and lipidomics techniques to confirm the anti-obesity effects of UCP1 inducer Baicalein and further investigate the underlying mechanism that Baicalein protected against obesity through promoting brown fat thermogenesis and white fat browning mediated by Dio2. The findings will provide the new idea for anti-obesity drug development and bring hope for the treatment of obesity.
新近研究表明增加脂肪组织中产热基因解偶联蛋白1(UCP1)的药物有可能减少体内脂肪从而抵抗肥胖。然而,促产热药物研发始终未取得实质性进展。本研究构建UCP1诱导剂高通量筛选模型,发现UCP1诱导剂黄芩素,并进一步探讨黄芩素的产热激活作用在抗肥胖及代谢重塑中的影响,最后深入探究黄芩素的抗肥胖潜在机制。研究结果表明:1)采用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建UCP1诱导剂高通量筛选模型,筛选获得具有明显UCP1诱导作用的天然产物黄芩素,在体外水平激活脂肪细胞产热,在体内水平促进正常小鼠白色脂肪棕色化与棕色脂肪产热,多维度确证黄芩素作为有潜力的产热激活剂的作用特征。2)采用高脂诱导肥胖(DIO)小鼠,发现黄芩素可显著抵抗DIO小鼠的肥胖,并改善糖脂代谢紊乱。进而,借助透射电镜技术与qPCR方法发现黄芩素可改善肥胖引发的白色与棕色脂肪线粒体超微结构受损,增加线粒体生物发生。采用脂质组学技术证实了黄芩素对脂质代谢重塑的功能学影响。最后,证实黄芩素通过促进DIO小鼠的白色脂肪棕色化与棕色脂肪产热,从而发挥抗肥胖及代谢重塑作用。3)联合反向找靶与RNA sequencing技术发现黄芩素通过甲状腺信号通路起作用,而非雌激素与肾上腺激素信号通路,其中Dio2可能为其潜在作用靶点。进而通过基因敲低Dio2以及圆二色谱技术,明确Dio2介导黄芩素促产热抗肥胖作用。其次,采用WB方法发现黄芩素通过刺激脂肪细胞磷酸化产热调控信号通路发挥抗肥胖作用。最后,黄芩素不影响正常与DIO小鼠的进食进水量,也不影响下丘脑中促进与抑制摄食基因的表达,证实黄芩素并非通过抑制下丘脑食欲中枢发挥抗肥胖作用。总之,UCP1诱导剂黄芩素通过Dio2-UCP1介导的促进白色脂肪棕色化与棕色脂肪产热,最终发挥抗肥胖与代谢获益作用。本研究为产热激活剂作为抗肥胖药物研发提供新的思路,黄芩素有可能成为安全有效的抗肥胖药物。
TRIP-Br2对内脏白色脂肪棕色化抵抗的影响及机制研究
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批准号:81770847
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项目类别:面上项目
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资助金额:53.0万元
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批准年份:2017
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负责人:强桂芬
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依托单位:
国内基金
海外基金