CN111548989B - 一种通过sfrp4促进棕色脂肪分化的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过SFRP4促进棕色脂肪组织分化的方法及应用,用不同浓度的SFRP4活性蛋白(0,1,10,100ng/mL)处理前体脂肪细胞分化,待细胞细胞生长至80%时,用细胞分化诱导培养基Ⅰ进行培养至细胞融合,在细胞中加入诱导培养基Ⅱ诱导两天,将培养瓶中的培养基换成诱导培养基Ⅲ诱导2‑8天。显微镜下观察;油红O染色后,再次在显微镜下观察。收集不同分化天数的细胞并提取细胞总RNA,RNA纯度和完整度检测合格后,用实时定量PCR分析技术检测棕色脂肪细胞标志基因UCP‑1和SFRP4基因的表达水平,最后进行统计分析。本发明的实验过程采样均匀,结果可信度高。
Description
技术领域
本发明属于基础医学实验领域,具体涉及一种通过SFRP4促进棕色脂肪分化的方法,还涉及上述SFRP4在促进棕色脂肪组织分化中的应用。
背景技术
棕色脂肪组织可与线粒体进行氧化呼吸解偶联作用,使得ATP转化为热能,从而实现热能的转化,消耗储存的能量。治疗肥胖症患者的最好方式就是增加棕色脂肪组织的数量,并且这对代谢综合征患者的治疗也有很大的帮助。分泌型卷曲相关蛋白4(SFRP4)作为SFRPs家族的一员,是最新发现的脂肪细胞因子之一。目前,SFRP4的研究主要集中在骨代谢,癌症以及细胞凋亡等,其在脂肪组织以及脂肪细胞分化过程中的规律尚未引起人们的关注。本发明是通过SFRP4这个脂肪因子来促进棕色脂肪组织的分化。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够诱导棕色脂肪分化的方法,发现SFRP4可以促进棕色脂肪组织的分化。
本发明的第二个目的是提供SFRP4在促进棕色脂肪组织分化中的应用。
本发明的第一个技术方案是:一种通过SFRP4促进棕色脂肪组织分化的方法,按照以下步骤具体实施:
步骤1、原代前体脂肪细胞的分离和培养
步骤1.1、取小鼠棕色脂肪组织,剪碎后用Ⅰ型胶原酶消化,得到细胞悬浮液;
步骤1.2、用200目筛网过滤步骤1得到的细胞悬浮液,取其滤液离心,弃掉上清,再加入红细胞裂解液吹打混匀,离心并弃掉上清,最后PBS缓冲液吹打混匀,离心弃掉上清;
步骤1.3、在步骤1.3得到的样本中加入10%FBS DMEM/F12完全培养基,将步骤2得到的细胞吹打均匀,接种到T25细胞培养瓶并培养;
步骤2、依次用0,1,10,100ng/mL的SFRP4活性蛋白(0,1,10,100ng/mL)处理步骤1得到的细胞,待细胞细胞生长至80%时,用细胞分化诱导培养基Ⅰ进行培养至细胞融合,再依次用细胞分化诱导培养基Ⅱ培养2天、诱导培养基Ⅲ培养至第8天使其达到终末分化。
本发明所采用第一种技术方案的特点还在于,
步骤1中消化时间为40min,消化操作置于37℃、2000rpm/min的水浴摇床上进行。
步骤2中第一次离心的条件为:离心时间为10min,离心速率为1500r/min;第二次离心的条件为:离心时间为10min,离心速率为1000r/min;第三次离心的条件为:离心时间为10min,离心速率为1000r/min。
步骤2中细胞分化诱导培养基Ⅰ为10%胎牛血清、1nM三碘甲状腺原氨酸T3和20nM胰岛素的完全培养基;细胞分化诱导培养基Ⅱ为0.5mM磷酸二酯酶抑制试剂IBMX,0.5μM马地塞米松Dex,20nM胰岛素和1nM三碘甲状腺原氨酸T3和125μ罗格列酮Rosi的完全培养基;细胞分化诱导培养基Ⅲ为20nM胰岛素和1nM三碘甲状腺原氨酸T3的完全培养基。
通过油红O染色分析法判断诱导对步骤2中的棕色脂肪细胞的影响。
使用Trizol法提取细胞总RNA鉴定步骤2中脂肪细胞是否分化。
SFRP4在促进棕色脂肪组织分化中的应用。
本发明的有益效果是:通过用不同浓度SFRP4活性蛋白预处理棕色前体脂肪细胞,发现高浓度(100ng/mL)的SFRP4显著促进棕色脂肪的分化,棕色脂肪标志蛋白UCP-1和Cidea表达水平显著升高。
附图说明
图1为本发明细胞诱导处理时间轴的示意图;
图2为本发明中设计的qRT-PCR扩增引物的示意图;
图3为本发明油红O染色200×显微镜下的示意图;
图4为本发明UCP-1基因表达水平在棕色脂肪细胞分化中表达模式的示意图;
图5为本发明SFRP4在棕色脂肪细胞分化中表达模式的示意图;
图6为本发明棕色脂肪细胞分化标志基因表达水平的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对发明进行详细说明。
本发明一种通过SFRP4促进棕色脂肪脂肪组织分化的方法,具体包括以下步骤:
步骤1、原代前体脂肪细胞的分离和培养:
断颈处死8周龄(3周龄)雄性C57BL/6J小鼠,用75%的酒精浸泡15min,无菌状态下取出肩胛三角区域BAT,将BAT分离得到的脂肪组织剪成直径1mm3的组织块,并加入Ⅰ型胶原酶消化液,于37℃恒温振荡水浴锅消化,振荡频率为120r/min;消化30~40min后,等体积加入10%胎牛血清(fetalbovinserum,FBS)DMEM/F12完全血清培养基终止消化,并用200目不锈钢细胞筛过滤,滤液收集到50mL离心管,1500r/min离心10min,弃掉上清液;加入10mL红细胞裂解液,移液枪吹打均匀,再1000r/min离心10min,弃上清液;加入10mLPBS缓冲液,移液枪吹打均匀,1000r/min离心10min,弃掉上清,加入2ml的10%FBS DMEM/F12完全培养基,移液枪吹打均匀并制成细胞悬浮液,倒置相差显微镜下计数,并以2×105个细胞/cm2接种于6孔板,各孔分别加入2mL完全培养基,置于37℃,5%CO2培养箱培养,每隔2d换液一次,一般培养48个小时,得到前体脂肪细胞。
步骤2、原代棕色前体脂肪细胞的诱导分化:
如图1所示,依次用0,1,10,100ng/mL的SFRP4活性蛋白处理前体脂肪细胞分化,待细胞生长至80%时,用细胞分化诱导培养基Ⅰ进行培养至细胞融合,再依次用细胞分化诱导培养基Ⅱ培养2天、细胞分化诱导培养基Ⅲ培养至第8天使其达到终末分化。
细胞分化诱导培养基Ⅰ为10%胎牛血清、1nM三碘甲状腺原氨酸(T3)和20nM胰岛素的完全培养基。
细胞分化诱导培养基Ⅱ为0.5mM磷酸二酯酶抑制试剂(IBMX),0.5μM马地塞米松(Dex),20nM胰岛素和1nM三碘甲状腺原氨酸(T3)和125μ罗格列酮(Rosi)的完全培养基。
细胞分化诱导培养基Ⅲ为20nM胰岛素和1nM三碘甲状腺原氨酸(T3)的完全培养基。
细胞分化检测
(1)细胞形态学分析:利用倒置相差显微镜(Nikon Eclipse TE300)观察步骤2的脂肪细胞充脂情况,利用拍摄软件拍摄不同放大倍数的细胞形态学照片。
(2)油红O染色分析:通过油红O染色法分析鉴定步骤2脂肪细胞中聚集的甘油三酯,具体操作步骤如下:
弃去步骤2中脂肪细胞的培养基,PBS冲洗2次,依次用4%多聚甲醛室温孵育30min、60%异丙醇室温孵育10min,每孔加入1mL油红O工作液浸染细胞20min,蒸馏水冲洗三遍,显微镜观察照相。
使用Trizol法提取细胞总RNA鉴定脂肪细胞已分化
(1)将步骤2得到的脂肪细胞弃去培养基,PBS缓冲液清洗脂肪细胞两遍,加入胰蛋白酶将细胞消化,加入含胎牛血清的培养基终止消化后转移至离心管,离心5min,离心速率为1000r/min。
(2)经(1)离心后弃去离心管内培养基,加入1mLPBS洗涤细胞后转移至1.5mLEP管,离心5min,离心速率为1000r/min。
(3)吸出EP管内PBS缓冲液,将EP管转移至冰上操作,加入Trizol试剂后再次用移液枪吹打使其混匀,冰上操作的目的是为了防止从细胞中提取的总RNA在常温下分解。
(4)将Trizol试剂中细胞裂解液吸入标记好的1.5mLEP管中,吹打混匀。
(5)将氯仿加入(4)中EP管内,Trizol与氯仿的体积比为5:1,振荡5min,使其混匀。
(6)将(5)得到的样本离心10min,离心温度为4℃,离心速率为12000r/min,离心后可见三个分层,上清层为本发明提取的RNA,标记好新的EP管,用移液器将已离心的EP管中的上清液转移至新的EP管内,吸取上清液时注意不能碰到中层。
(7)在装有上清液的EP管内加入异丙醇,Ltrizol与异丙醇的体积比为2:1,使其混匀,室温条件下放置10min,再在4℃,12000r/min的条件下离心10min。
(8)弃去EP管内的上清后,将预冷的2~8℃的DEPC水配制的75%乙醇加入EP管内,温和混匀。在4℃,7500r/min的条件下离心5min,离心后管底可见胶冻样物质,弃去上清后,加入20μL DEPC水以溶解RNA,使用RNA浓度测定仪检测RNA的浓度。
使用PCR扩增仪将细胞总RNA逆转录为cDNA
(1)配制反应体系(10μL):反应体系共包括2μL MIX,3μL RNA及5μL DEPC水,将反应体系置于200μL PCR管内。
(2)瞬时离心3~10s,使整个体系均位于管底。
(3)将整个体系放入PCR扩增仪中,反应条件为:65℃变性5min,45℃退火60min,70℃延伸5min,-20℃保存。
实时荧光定量PCR
(1)在ABI7500实时定量PCR仪上使用Real-TimePCR试剂盒进行实时荧光定量PCR,检测脂肪细胞分化的不同阶段脂质生成相关基因的表达情况,以β-actin为内参。
(2)基因表达相对值数据均以均数±标准,使用单因素方差分析(Oneway-ANOVA),与0ng/mL SFRP4比较,应用Primer5.0软件,按照引物设计的基本原则,设计PCR扩增引物,具体序列表见示意图2。
实施例1、SFRP4在BAT脂肪细胞分化过程中的时序表达
3周龄C57BL/6J小鼠肩胛三角区域分离原代棕色前体脂肪细胞,置于培养瓶中生长,完全培养基中添加小鼠棕色脂肪细胞诱导液诱导分化为成熟脂肪细胞,棕色前体脂肪细胞诱导分化到第8天细胞达到终末分化,细胞形成成串的脂滴,油红O染色结果如图3所示,由图3可知:随着培养时间的增加,脂滴数量显著增多,说明前体脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞。在棕色脂肪细胞分化第-2,0,2,4,6和8天分别收集并提取细胞总RNA,Nanodrop仪器检测RNA纯度和完整度合格后,用实时定量PCR分析技术检测棕色脂肪细胞标志基因UCP-1和SFRP4基因的表达水平。如图4所示,UCP-1基因表达水平在棕色脂肪细胞分化过程中显著增高。同时,如图5所示,SFRP4基因表达水平在诱导第-2到第0天时显著升高,在第2天表达下降,而从第2到第8天表达水平逐渐升高,整个表达水平呈“S型”曲线。
实施例2、过表达SFRP4基因促进棕色前体脂肪细胞分化
为了研究SFRP4基因在棕色前体脂肪细胞分化过程中的调节作用,本发明采用了SFRP4重组活性蛋白。SFRP4重组活性蛋白以不同浓度(0,1,10和100ng/mL)分别处理棕色前体脂肪细胞并孵育24h后继续培养诱导分化至终末分化。从图6可以看出,SFRP4活性蛋白处理后,油红O染色分析脂肪细胞脂质累积,高浓度SFRP4(10和100ng/mL)处理促进棕色前体脂肪细胞脂质生成。根据以上得到的油红O染色结果,在棕色脂肪细胞诱导分化第8天收集细胞,并利用实时定量PCR技术分析在脂肪细胞分化的不同阶段脂质生成相关基因的表达情况。结果如图6所示,重组蛋白SFRP4处理棕色前体脂肪细胞并诱导分化到第8天,对照组是用0ng/mLSFRP4重组活性蛋白处理的棕色前体脂肪细胞,实验组是分别用1,10,100ng/mLSFRP4重组活性蛋白处理过的棕色前体脂肪细胞与对照组相比,棕色脂肪细胞分化标志基因C/EBPα、C/EBPβ、Cidea、GLUT4、PPARγ和adiponectin表达水平显著升高,其中*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001。
Claims (6)
1.一种通过SFRP4促进棕色脂肪组织分化的方法,其特征在于,按照以下步骤具体实施:
步骤1、原代前体脂肪细胞的分离和培养
步骤1.1、取小鼠棕色脂肪组织,剪碎后用Ⅰ型胶原酶消化,得到细胞悬浮液;
步骤1.2、用200目筛网过滤步骤1.1得到的细胞悬浮液,取其滤液离心,弃掉上清,再加入红细胞裂解液吹打混匀,离心并弃掉上清,最后PBS缓冲液吹打混匀,离心弃掉上清;
步骤1.3、在步骤1.2得到的样本中加入10%FBS DMEM/F12完全培养基,移液枪吹打均匀并制成细胞悬浮液,接种到T25细胞培养瓶并培养;
步骤2、依次用1,10,100 ng/mL的SFRP4活性蛋白处理步骤1得到的细胞,待细胞生长至80%时,用细胞分化诱导培养基Ⅰ进行培养至细胞融合,再依次用细胞分化诱导培养基Ⅱ培养2天、诱导培养基Ⅲ培养至第8天使其达到终末分化;
细胞分化诱导培养基Ⅰ为10%胎牛血清、1nM三碘甲状腺原氨酸T3和20nM胰岛素的完全培养基;细胞分化诱导培养基Ⅱ为0.5mM磷酸二酯酶抑制试剂IBMX,0.5μM马地塞米松Dex,20nM胰岛素和1nM三碘甲状腺原氨酸T3和125μM罗格列酮Rosi的完全培养基;细胞分化诱导培养基Ⅲ为20nM胰岛素和1nM三碘甲状腺原氨酸T3的完全培养基。
2.如权利要求1所述的一种通过SFRP4促进棕色脂肪组织分化的方法,其特征在于,所述步骤1中消化时间为40min,消化操作置于37℃、2000rpm/min的水浴摇床上进行。
3.如权利要求1所述的一种通过SFRP4促进棕色脂肪组织分化的方法,其特征在于,所述步骤1.2中第一次离心的条件为:离心时间为10min ,离心速率为1500r/min;第二次离心的条件为:离心时间为10min ,离心速率为1000r/min;第三次离心的条件为:离心时间为10min ,离心速率为1000r/min。
4.如权利要求1所述的一种通过SFRP4促进棕色脂肪组织分化的方法,其特征在于,通过油红O染色分析法判断诱导对所述步骤2中的棕色脂肪细胞的影响。
5.如权利要求1所述的一种通过SFRP4促进棕色脂肪组织分化的方法,其特征在于,使用Trizol法提取细胞总RNA鉴定所述步骤2中脂肪细胞是否分化。
6.如权利要求1~5任一项所述的SFRP4在促进棕色脂肪组织分化中的应用。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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