测量基底和福斯柯林刺激的脂肪分解在腹股沟脂肪脂肪垫

摘要

该方案描述了从正常食物饮食（NCD）或高脂肪饮食（HFD）±辣椒素喂养的野生型小鼠获得的腹股沟脂肪垫中测定基础和毛喉素刺激的脂肪分解的方法。作为脂肪分解的指标，从腹股沟脂肪脂肪垫测量甘油释放。

摘要

脂解是脂肪组织中作为甘油三酯存储的脂质水解成甘油和脂肪酸的过程。本文介绍了从正常食物饮食（NCD），高脂肪饮食（HFD）或含有0.01的高脂肪饮食（HFD）的野生型小鼠分离的腹股沟脂肪垫中测量基础和毛喉素（FSK）刺激的脂肪分解的方法百分比的辣椒素（CAP;瞬时受体潜在的香草素亚科1（TRPV1）激动剂）32周。本文所述的用于进行离体脂解的方法采用Schweiger 等人 ¹我们提供了一个详细的方案，通过紫外 - 可见（UV / VIS）分光光度法测量甘油水平。这里描述的方法可用于成功分离腹股沟脂肪垫用于脂肪分解测量以获得一致的结果。腹股沟脂肪垫描述的方案可以容易地扩展到其他组织中的脂肪分解。

引言

脂肪组织为所需的产热^3,4脂肪²和脂肪酸氧化存储能量。通过饮食摄取的脂肪酸与脱蛋白一起包装到乳糜微粒中，并通过血液循环递送到身体的不同组织。虽然大多数细胞在体内储存能量的储备，脂肪组织储存多余的能量为脂肪^5,6。脂肪组织中的脂肪分解是由复杂过程调节的，脂肪分解的分子细节仍然模糊⁷ 。

脂肪分解是通过脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL） ⁸将存储在脂肪组织中的甘油三酯（TGL）水解以产生甘油和脂肪酸（FA）的过程。基础和刺激脂肪分解的改变是肥胖的特征。 basal脂肪分解由ATGL活化⁹调节，其将TGL转化为二酰基甘油（DAG），随后水解成单酰甘油（MAG）。 通过腺苷酸环化酶激活激素敏感性脂肪酶（HSL）激活环磷酸腺苷（cAMP）依赖性蛋白激酶A（PKA）刺激并引起脂肪分解。因此，脂肪分解，基础和刺激的测量对于分析涉及该过程的蛋白质的活性是重要的。另外，解开脂肪分解的分子调控可能有利于开发针对肥胖的新型治疗策略¹⁰ 。因为刺激脂肪分解和脂肪酸氧化的分子是降低储存在贮库中的脂肪的潜在候选者，所以重要的是采用鲁棒的重现性测定法。

以前发表的数据表明，CAP在白色脂肪组织中表达的TRPV1蛋白的激活增强了基础和FSK（腺苷酸环化酶激活剂） - 腹股沟脂肪垫中的刺激性脂肪分解¹¹ 。以前的研究还表明，通过CAP长期激活TRPV1的激活PKA ^12。因为PKA的活化刺激脂解^13，14，测量从NCD或HFD（±CAP）32周供给各自的饮食后喂食的小鼠分离的腹股沟脂肪垫基础和PKA依赖性刺激脂解作用将验证TRPV1的作用激活脂解。

本文介绍了确定基础和刺激的脂肪分解的有效方法。虽然这采用glycerol和繁琐的高效液相色谱法或气相色谱法/质谱法测量^15，16是可用的放射性同位素等方法，这种方法提供了一种更直接的，简单且成本有效的确定脂肪组织脂肪分解的技术。

研究方案

所有协议均遵循怀俄明大学的动物保健指南。

动物饲养

注意:根据机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准的方案，在研究动物设施中培育成年雄性野生型小鼠（C57BL / 6）（12至24周）。

1. 从第6周开始，将小鼠分为四组，分为笼子，随机将其分配到非传染性疾病或高血压（±0.01％CAP）的喂养组，直到第38周岁。
   注:CAP是在脂肪组织^11，17表达TRPV1通道蛋白的激动剂。将CAP与HFD混合在罩内的搅拌机中，并将混合的混合物转移到含有1分²分的小盘中。将托盘放在-20°C的冷冻箱内。 24小时后从冷冻箱中取出含有HFD + CAP饮食的托盘，并储存于-20℃的容器中，＃176; C冷冻直到使用。
2. 在气候控制环境（22.8±2.0°C，45 - 50％湿度）的家庭小鼠，12/12光/黑暗​​循环， 随意获取指定的饮食和水。
3. 在38周结束时，剖腹腹脂肪组织并用于脂肪分解实验（2-7节）。

2.准备小鼠进行实验

1. 通过注射氯胺酮和赛拉嗪混合物（分别为10mg / kg和80mg / kg体重）麻醉小鼠。注入0.01mL混合物/ 10g体重的小鼠。
2. 通过坚固的脚趾捏捏确认深度麻醉。如果有踏板反射，至少30秒后再次测试鼠标。
3. 使用兽医眼膏防止麻醉期间眼睛的干燥。在任何程序中不要让小鼠无人值守。
4. 通过注射高剂量的氯胺酮和赛拉嗪混合物注射（分别为10mg / kg和80mg / kg体重）来安乐死小鼠mixture（0.01ml / 10g体重），然后颈椎脱位。
   注意:这种安乐死方法由怀俄明州大学IACUC批准。

3.分离腹股沟脂肪脂肪垫

1. 放置左侧的鼠标（供给NCD或HFD（±CAP）32周）进行手术。
   注意:通过将鼠标放在左侧，左前肢和左后肢将在解剖平台上，右前肢和右后肢将远离平台。
2. 用2英寸²纱布垫消毒皮肤表面，浸泡在约2.5 mL的70％乙醇中。使用手术刀穿过皮肤进行2 - 3 mm的横切，露出下面的脂肪层。
3. 通过皮肤使用一个1厘米切割（通过鼠标的大小），使用刚好在肋骨笼下方的手术刀穿过背部表面连接两个侧切口。
4. 通过小心地拖动皮肤皮肤剥去皮肤使用无菌镊子，通过不切割脂肪垫使皮下垫完好无损。这是躺在皮肤下的脂肪垫。
5. 使用一把剪刀从底层的肌肉和筋膜小心地解剖脂肪垫。拉下脂肪垫，因为它从下面的肌肉切开。
   注意:脂肪垫的重量和尺寸取决于小鼠的类型（NCD或HFD（±CAP）-fed）。
6. 使用镊子将其转移到含有磷酸盐缓冲盐水（PBS）的培养皿中，直到脂肪分解实验，室温（〜15分钟）。
7. 如步骤3.2-3.6所述，从鼠标右侧分离脂肪垫。

4.基底甘油从腹股脂肪垫释放

1. 使用锋利的剪刀将约20毫克脂肪组织切成5至8片。
2. 在200μL孵育培养基（含有2％脂肪酸的Dulbecco's Modified Eagel's Medium（DMEM））中孵育切割的腹股脂肪垫游离牛血清白蛋白（BSA）），37℃，5％CO ₂和95％湿度60分钟。
   1. 收集培养基并在-80℃冷冻进行脂解分析。
      注意:切片用于脂质提取后蛋白质浓度的测定。
   2. 在镊子的帮助下将切片的脂肪块转移到1mL提取溶液（氯仿:甲醇（2:1，v / v）和1％冰乙酸中）中，并在37℃下在100℃下剧烈摇动下孵育60分钟转。丢弃脂肪提取液。
      注意:此步骤将从切片中提取脂肪。丢弃脂肪提取液，因为它会干扰蛋白质的测定。
   3. 使用镊子将组织（从步骤4.2.2）转移到含有500μL裂解溶液（含有0.1％十二烷基硫酸钠的SDS的0.3N NaOH）的无菌微量离心管中，并在55℃下剧烈摇动孵育过夜（12小时）以100rpm。
3. 确定组织使用二辛可宁酸（BCA）试剂和BSA作为标准^18（步骤4.2.3）的蛋白质浓度。
4. 在冰上解冻冷冻培养基（步骤4.2.1），并使用游离甘油试剂测定培养基的甘油含量，如方案6和7 ^6所述 。
   1. 从使用甘油标准物¹⁹绘制的标准曲线中推断出样品中甘油的浓度，并表示脂肪分解为每毫升²⁰毫克每毫克蛋白质的纳摩尔甘油。

FSK刺激的脂肪分解

1. 将含有2％无脂肪酸BSA，10μMFSK和5μMTriacsin C的200μLDMEM中的约20mg从NCD或HFD（±CAP）野生型小鼠获得的腹股脂肪垫（5至8个切片）预孵育37℃，5％CO ₂和95％湿度60分钟。
   1. 使用镊子将组织块转移到相同的培养基中，并在37℃，5％CO ₂和95％湿度下孵育另外60分钟。收集孵育培养基并储存在-80℃直到脂解分析。
      注意:脂肪分解的刺激导致脂肪酸和甘油在15分钟内快速释放，其在第一小时内是线性的，之后是高原。由于刺激脂肪分解速率在FSK刺激的第一和第二小时之间较高且稳定，因此该方案在第二次孵育期后按照前述¹测量了刺激状态下的脂肪分解。所以，实验步骤（5.1和5.1.1）都是必要的。
2. 从腹股沟脂肪垫中提取脂肪，将镊子的切片（从NCD或HFD（±CAP）的小鼠获得）从步骤5.1转移到1mL提取溶液（氯仿:甲醇（2 :1。v /v）和1％冰醋酸），并在37℃下以100rpm剧烈摇动孵育60分钟。丢弃提取的脂肪。
3. 使用镊子将组织（来自步骤5.2）转移到含有500μL裂解溶液（含有0.1％SDS的0.3N NaOH）的无菌微量离心管中，并在55℃下以100rpm剧烈摇动孵育过夜（12小时）。
4. 分别如步骤4.3和4.4所述确定组织的蛋白质浓度和甘油含量。

6.制备游离甘油试剂

1. 将琥珀色试剂¹⁹在琥珀色玻璃小瓶中的40mL去离子水中重新配置，在瓶上放置一个塞子，通过倒置10次混合。不要摇晃混合。
2. 通过用铝箔完全覆盖小瓶，将小瓶在4°C内保存在防光的冰箱内。
3. 继续制备甘油标准品（第7节）。

甘油标准品的制备和甘油含量的测定

1. 通过用65μL去离子水稀释35μL的供应原料，制成1mM的储备液。
   注意:制造商提供的甘油标准品是2.8 mM甘油。
2. 采取五个1厘米路径长度一次性甲基丙烯酸比色皿。使用标记为0，1.25，2.5，5和10 nmol的标记标记比色皿。
3. 将0,2.25,2.5,5和10μL的1mM甘油标准品加入到各自标记的比色皿中。用去离子水将每个比色杯的体积补充至10μL。
4. 通过将10μL样品加入到新鲜的500μL预标记离心管中的90μL去离子水中，对所有样品进行1至10次稀释（来自步骤4.4或5.1.1）。将10μL稀释的样品加入标有相应样品标识号的比色皿中。
5. 打开UV-VIS分光光度计并设置波形长度至540 nm。
6. 将游离甘油试剂保持在室温，将小瓶（步骤6.2）保持在室温15分钟。
7. 设置一系列标记的比色皿为空白"0"nmol标准（步骤7.3），标准（步骤7.3）和样品（步骤7.4）。
8. 将各10μL标准品和样品加入各自标记的比色杯中。使用"0"nmol标准为空白。
9. 在每个比色皿中加入0.8 mL游离甘油试剂，使用1 mL移液管含有甘油标准液。
10. 用1.5cm方形塑料石蜡膜覆盖比色皿，将反应杯内容物3次混合，室温放置10分钟。
11. 将比色杯置于UV-VIS分光光度计中，记录吸光度（波长540 nm）。
12. 使用X轴上的标准浓度（nmol）和Y轴上记录的吸光度绘制标准曲线。
13. 计算gl的浓度使用在步骤7.12中绘制的标准曲线进行外推，样品中的yerol（nmol）。
14. 将稀释因子10（参见步骤7.4）和20（总体积）的样品浓度（nmol /比色杯）乘以
15. 将每个样品中甘油的浓度（步骤7.13）除以通过BCA方法计算的蛋白质的mg。
    注意:由于腹股沟脂肪垫样品孵育60分钟，表示结果为甘油/ mg蛋白/ h的nmol。

结果

为了评估CAP对基础和受刺激的脂肪分解的影响，本研究测量了从NCD或HFD（±CAP）野生型小鼠分离的腹股沟脂肪脂肪垫中的脂肪分解。腹股沟脂肪垫的基础和FSK刺激的脂肪分解的代表性结果在表I中给出。在Triacsin C存在下，基础和FSK刺激的甘油释放，其抑制酰基辅酶A合成酶并阻止TGL的再生。 如图1所示，HFD抑制了FSK刺激的脂肪分解，CAP增加?...

讨论

TGL的击穿过程为甘油和脂肪酸被by ATGL ⁹ basal脂解期间催化和由蛋白质的阵列编排包括腺苷酸环化酶/ PKA-依赖性途径的激脂解^21，22，23在活化。脂解作用增强增加脂肪酸的血浆水平为运输和能源使用^24。脂肪酸被线粒体吸收为乙酰CoA，用于产生能量。

脂肪分解的程度和程?...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Capsaicin	Sigma, USA	M2028	TRPV1 agonist
Forskolin	Sigma, USA	F6886	Adenylyl cyclase activator
DMEM	GE healthcare and life sciences, UT, USA	SH30081.01
High fat diet	Research diets, New Brunswick, USA	D12492	Abbreviated as HFD
Tris	Amresco, USA	O497
Sodium chloride	Thermofisher Scientific	BP358-212
Sodium deoxycholate	Sigma, USA	D6750
Dithiothreitol	Sigma, USA	D9163
Sodium orthovanadate	Sigma, USA	S6508
Protease inhibitor cocktail	Sigma, USA	P8340
Free Glycerol reagent	Sigma USA	F6428
DMSO	Sigma, USA	D8779
Triacsin C	Sigma, USA	T4540	Acyl CoA transferase inhibitor
Bovine serum albumin	Sigma, USA	A7030
Chloroform	Sigma Aldrich	31998-8
Methanol	Thermofisher Scientific, USA	A412-1
Sodium hydroxide	Amresco, USA	O583
Sodium dodecyl sulfate	Sigma, USA	L3371
Bicinchoninic acid reagent	Sigma, USA	BCA1-1KT
UV-VIS Spectrophotometer	Pharmacia Biotech, NJ, USA	Ultrospec 2000
Normal chow diet	Labdiet.com	500I	abreviated as NCD
C57BL/6 mice	Jackson Laboratory, CT, USA	Stock number000664	wild type mice
Parafilm	Heathrow Scientific, USA	HS 234526A
Glycerol standard	Sigma, USA	G7793