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研究脂肪细胞去分化和再分化的分子机制,关系到人类肥胖的防治策略和提高动物的生产效率。本研究主要采用“天花板”细胞培养法、流式细胞术、体外成脂诱导术、油红O提取法检测术、RT-PCR等技术,分离和纯化了猪去分化成熟脂肪细胞(dedifferentiated fat cells,DFAT),鉴定了细胞表面抗原,诱导成脂再分化,检测了成脂再分化程度,并对成脂再分化过程中Krüppel样因子2(KLF2)和过氧化物酶体增殖物激活受体(Peroxisome proliferators-activated receptors,PPARγ) mRNA的表达模式进行了检测;在此基础上,进行了姜黄素对猪DFAT细胞成脂再分化能力及KLF2和PPARγmRNA表达模式的影响研究。 本研究主要内容包括:⑴采集健康仔猪背部皮下脂肪组织,采用“天花板”培养法进行原代培养,用贴壁的原代细胞进行传代培养,获得纯度较高的DFAT细胞。取F3代的DFAT细胞,用流式细胞仪检测细胞表面抗原。结果显示,间充质干细胞特异表达表面抗原CD44、CD29和CD105表达量分别为97.8%、99.0%和99.5%,而造血干细胞特异表达表面抗原CD45和CD34的表达量仅为3.55%和4.55%。这些结果表明,本研究获得纯度较高DFAT细胞。⑵取F4代DFAT细胞用成脂诱导培养液连续诱导21 d,用形态学观察和油红O染色法提取法检测成脂分化程度,用RT-PCR检测KLF2和 PPARγmRNA表达模式。结果显示,在诱导分化第2d胞内有细小脂滴出现,随诱导时间的延长含脂滴细胞数和脂滴量都逐渐增加,诱导分化第12 d,成脂分化率达80%以上;诱导分化第2 d、5 d、10 d和15 d的KLF2相对表达量(以0天为对照)分别为0.47±0.02、0.35±0.07、0.31±0.09和0.11±0.07倍,PPARγ的相对表达量分别为1.62±0.01、2.03±0.04、3.22±0.04和3.49±0.06倍。这些结果表明,猪DFAT细胞具有非常高的成脂分化潜能;KLF2在成脂分化启动期表达量高,随后逐步下调,说明KLF2是DFAT细胞成脂再分化启动早期的重要转录因子;PPARγ在整个分化过程中逐步增加,到第12 d之后趋于稳定没有下调,说明PPARγ是贯穿整个成脂分化过程中的关键转录因子。⑶取F4代猪DFAT细胞,当细胞汇合度达80%时,分别用含0、1、5、10、15、20和25μmol/L的姜黄素成脂诱导液作用24 h,然后置换成脂诱导液诱导分化,在诱导第10 d用油红O染色提取法检测细胞内脂肪含量。结果显示,所用所用浓度姜黄素均能显著抑制(P<0.05)猪DFAT细胞的成脂分化,且其抑制作用随浓度的增加而增强,但25μmol/L姜黄素导致细胞部分死亡,因此选择20μmol/L姜黄素后期试验。⑷取F4代细胞,用20μmol/L姜黄素处理DFAT细胞,并分别诱导分化3 h、6 h、12 h、24 h、48 h,检测KLF2 mRNA的表达水平;同时,分别诱导分化2 d、5 d、10 d和15 d,检测 PPARγmRNA的表达水平。结果显示,姜黄素显著上调各检测时间点KLF2 mRNA的表达水平,上调率分别达到380.36%、42.36%、21.41%、186.65%和143.91%;相反,姜黄素显著下调各检测时间点PPARγmRNA的表达水平,表达抑制率分别为29.45%、27.91%、32.72%和33.14%。这些结果表明,姜黄素抑制猪DFAT细胞的成脂再分化,与姜黄素上调KLF2的mRNA的表达与下调PPARγmRNA的表达相关,说明猪DFAT细胞成脂再分化过程中, KLF2是成脂再分化启动时期的负调控转录因子,而PPARγmRNA是贯穿整个成脂再分化过程的正调控转录因子。