肾素-血管紧张素系统对非肥胖代谢综合征大鼠的脂肪组织形态及功能的调控作用

Transformation and dysfunction of abdominal adipose tissue are the main risk factors for insulin resistance and metabolic syndrome. Most of current researches are focus on the etiological effects of obesity. However, the mechanisms are not clear in non-obese patients with metabolic syndrome. We have established a uninephrectomized rat model with characteristics of persistent renin-angiotensin system (RAS) activation and metabolic syndrome induced by the translocation of fat from abdominal adipose depot to blood circulation and ectopic intra-organic deposition, which warrants mechanism investigation. In this study, we propose a longitudinal investigation of uninephrectomized rats using cDNA microarray assay, molecular pathological techniques to validate the critical role of RAS pathway in the development of transformation of adipocytes and translocation of fat, as well as the dysfunction of adipose tissue in the excretion of adipokines and inflammatory cytokines. Molecular dissection of RAS network regulation will provide insights for the mechanisms exploration, prevention and treatment of metabolic syndrome in non-obese patients.

腹腔内脂肪组织的形态和功能异常是导致胰岛素抵抗和代谢综合征的重要因素。关于其发病机制的研究多集中在肥胖个体中，而在非肥胖个体中的发生机理尚不清楚。我们曾利用单侧肾切除大鼠，成功构建了脂肪由腹腔内正常的脂肪库向血液和脏器内转移的非肥胖代谢综合征动物模型，且发现脂肪的异常转移可能与脂肪组织内的肾素-血管紧张素系统（RAS）表达失衡有关。本实验拟利用cDNA微阵列扫描和分子病理学技术，从基因网络调节、蛋白表达和细胞定位三个层次探讨在非肥胖大鼠的脂肪组织（以肾周脂肪为代表）中，RAS组分表达异常对脂肪组织形态（脂肪细胞形态、炎症细胞组成）及功能（糖脂代谢、分泌脂肪因子和炎症因子）的影响，从而揭示脂肪组织中的RAS在非肥胖代谢综合征中的致病机理，为预防及治疗非肥胖的代谢综合征提供理论依据。

目的：通过建立单侧肾切除（UNX）大鼠模型，观察单肾切除后大鼠机体脂质代谢的变化规律，揭示肾脏在维持脂质稳态中的作用及机制。方法：建立SD成年大鼠单侧肾切除模型（每组16只），设立假手术组（Sham）、单侧切肾组（UNX）及血管紧张素转化酶抑制剂（赖诺普利）治疗组（ACEI）。定期检测各组大鼠基础代谢状况及血糖情况。分别在第3、6、10个月时处死并检测各组大鼠血脂、肾功能及胰岛素抵抗情况。检测各组大鼠肾周脂肪、残留肾及其它内脏的组织形态学变化；检测肾实质RAS各组分及HMGCR等蛋白表达。在第6和第10个月时，取各组大鼠肾周脂肪组织，运用二代高通量测序技术及荧光定量PCR技术检测不同时间各组大鼠基因表达差异，并使用生物信息分析法筛选出可能影响肾周脂肪变化的关键基因及通路。结果：单侧肾切除引起大鼠血糖升高、血脂紊乱以及胰岛素抵抗等整体代谢异常；大鼠出现肾功能下降、残留肾肾小球硬化、肾间质炎症细胞浸润以及间质纤维化等改变。残留肾及其他脏器出现多种脂质代谢异常相关改变，包括：①血脂异常；②脂肪细胞形态转化；③肾周脂肪萎缩，脂肪重量下降；④肾小球脂质沉积增多以及肾小管上皮细胞空泡变性；⑤多器官异位脂肪沉积及脂褐素形成；⑥肾小管上皮细胞HMGCR表达增多；⑦残留肾新生脂肪细胞增多，伴纤维化和炎症细胞浸润；⑧肾周脂肪基因差异表达。单肾切除可以介导残留肾局部RAS多组分表达异常及RAS通路过度激活。使用ACEI抑制RAS通路活性可以缓解肾功能损伤及减轻单肾切除介导的脂质代谢紊乱。测序显示肾周脂肪形态改变可能与肾周脂肪基因差异表达有关，UNX大鼠肾周脂肪差异表达基因数目会随肾切除时间的延长而增多，其中关键的基因及通路有ACE、Cpa3等基因以及PI3K-AKT和MAPK等信号通路。结论：肾脏脂质代谢紊乱与肾功能损伤及病理改变密切相关。单肾切除可引起机体肾功能损伤、残留肾病理改变及多种形式的脂质代谢失衡。肾脏结构功能及脂质稳态与RAS自稳平衡相互影响，阻断RAS通路可能影响由肾脏介导的脂质稳态失衡。