Echo顯微鏡在揭秘生物鐘變化帶來(lái)影響的應(yīng)用

導(dǎo)讀

大家或許聽(tīng)到過(guò)這樣一首歌：零點(diǎn)睡六點(diǎn)起，ICU里喝小米；一點(diǎn)睡六點(diǎn)起；閻王夸我好身體；兩點(diǎn)睡覺(jué)六點(diǎn)起，骨灰盒子長(zhǎng)方體；三點(diǎn)睡覺(jué)六點(diǎn)起，墓碑和我綁一起。熬夜如今已成為現(xiàn)代年輕人不可或缺的一種常態(tài)，明知熬夜傷身體，但管不住自己啊！
 

生物鐘是一種進(jìn)化保守的轉(zhuǎn)錄-翻譯調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，與身體代謝調(diào)節(jié)密切相關(guān)。從多數(shù)積累的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃土餍胁�學(xué)研究中的證據(jù)表明，生物鐘調(diào)節(jié)機(jī)制的中斷會(huì)導(dǎo)致肥胖和胰島素含量偏高。

匹茲堡大學(xué)某研究團(tuán)隊(duì)在期刊Molecular And Cellular Endocrinology發(fā)表了一篇名為《Chronic circadian shift leads to adipose tissue inflammation and fibrosis》的文章，該團(tuán)隊(duì)之前的研究發(fā)現(xiàn)，重要的時(shí)鐘轉(zhuǎn)錄激活因子Bmal1是脂肪形成的關(guān)鍵調(diào)控因子，在此基礎(chǔ)上，該研究團(tuán)隊(duì)使用環(huán)境光照誘導(dǎo)時(shí)鐘節(jié)律的中斷，再用Echo顯微鏡去觀察小鼠長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月的慢性時(shí)鐘失調(diào)導(dǎo)致的相關(guān)細(xì)胞形態(tài)變化以及局部組織炎癥和纖維化情況，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，該研究初步確定了慢性時(shí)鐘節(jié)律失調(diào)會(huì)引起顯著的脂肪組織功能障礙，這可能也是晝夜節(jié)律失調(diào)導(dǎo)致了胰島素抗性高的基礎(chǔ)。

文章相關(guān)結(jié)果：

在本研究中，我們測(cè)試了環(huán)境光照移位誘導(dǎo)的時(shí)鐘干擾是否會(huì)影響脂肪組織生長(zhǎng)。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)輪班計(jì)劃，如圖1A所示。這種輪班方案旨在引起類似于環(huán)境晝夜失調(diào)的中樞和外周晝夜時(shí)鐘不同步，我們之前證明了類似的5周方案導(dǎo)致β細(xì)胞時(shí)鐘失調(diào)。兩組分別在正常周期的第二天上午8點(diǎn)（ZT3）和下午5點(diǎn)（ZT12）采集樣本，如圖所示（圖1A)。這些時(shí)間點(diǎn)近似對(duì)應(yīng)于ZT3和ZT12時(shí)附睪白色脂肪組織（eWAT）和腹股溝皮下白色脂肪組織（iWAT）中Bmal1的蛋白水平峰值。經(jīng)過(guò)6個(gè)月治療后，對(duì)照組和輪班組小鼠的體重都增加了50%以上，而且兩組之間的體重沒(méi)有差異（圖1B）。令人驚訝的是，對(duì)內(nèi)臟脂肪庫(kù)的組織學(xué)分析顯示，輪班組小鼠的脂肪細(xì)胞明顯增大（圖1C）。對(duì)eWAT脂肪細(xì)胞大小分布的定量分析顯示，其大小明顯向較大的脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)移（圖1D）。在iWAT中（圖1E），同樣可以觀察到脂肪細(xì)胞肥大，其大小分布明顯向較大的脂肪細(xì)胞傾斜（圖1F）。此外，我們發(fā)現(xiàn)典型的冠狀結(jié)構(gòu)由凋亡脂肪細(xì)胞周圍的巨噬細(xì)胞組成，在時(shí)間移位組的小鼠中都很豐富，而在對(duì)照組中很少出現(xiàn)。

▲圖1

組織學(xué)分析顯示，在輪班隊(duì)列的小鼠脂肪庫(kù)中存在大量的冠狀結(jié)構(gòu)，表明存在巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的現(xiàn)象，這是脂肪組織炎癥的特征。與這一觀察結(jié)果相一致的是，RNA-seq分析也發(fā)現(xiàn)參與炎癥反應(yīng)的基因表達(dá)顯著增強(qiáng)。在內(nèi)臟脂肪中，相關(guān)代謝通路在ZT3時(shí)表現(xiàn)出正常的低表達(dá)，在ZT12時(shí)表達(dá)升高，表現(xiàn)出日表達(dá)譜（圖5A）。慢性轉(zhuǎn)移導(dǎo)致該通路在ZT3上的表達(dá)顯著升高，這與ZT12非常相似，但失去了日表達(dá)模式。該通路在輪班組中也被誘導(dǎo)表達(dá)（圖5B）。對(duì)光照時(shí)間移位處理的小鼠進(jìn)行詳細(xì)的組織學(xué)檢查，顯示其巨噬細(xì)胞積累具有豐富的冠狀結(jié)構(gòu)特征，而在對(duì)照組中檢測(cè)到最小的冠狀結(jié)構(gòu)（圖5C）。利用巨噬細(xì)胞特異性表面標(biāo)記物F4/80抗體進(jìn)行免疫熒光染色，并用Echo顯微鏡鑒定了凋亡脂肪細(xì)胞周圍的形成冠狀結(jié)構(gòu)的巨噬細(xì)胞。

▲圖5

現(xiàn)代生活方式中睡眠及活動(dòng)周期與內(nèi)源性時(shí)鐘周期的頻繁失調(diào)會(huì)導(dǎo)致晝夜節(jié)律不同步，這就可能導(dǎo)致代謝性疾病的發(fā)生，總而言之，晝夜作息節(jié)律失調(diào)容易導(dǎo)致肥胖和糖尿病。

在文獻(xiàn)中我們可以清晰看到脂肪組織炎癥情況，同時(shí)可以很清楚地觀察到巨噬細(xì)胞的蛋白表達(dá)，那么不得不夸一夸咱們用的顯微鏡，很顯然Echo顯微鏡在此發(fā)揮的作用功不可沒(méi)。Echo Revolve Gen2正倒置一體電動(dòng)熒光顯微鏡獨(dú)特的正倒置一體設(shè)計(jì)，既可觀看切片，又可觀察培養(yǎng)瓶中的活細(xì)胞，同時(shí)配置了高能LED光立方熒光系統(tǒng)，極大程度降低熒光淬滅的速度，雙相機(jī)設(shè)置既兼顧靈敏度又兼顧色彩還原，DHR功能抑制噪聲減少模糊，Z-Stacking可輕松逐層拍攝提高景深，配置iPad系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)極簡(jiǎn)操控，易學(xué)易用，心動(dòng)的話趕緊行動(dòng)起來(lái)！

原文：https://doi.org/10.1016/j.mce.2020.111110

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