文献信息

近日，重庆医科大学附属第二医院内分泌科、重庆内分泌与代谢疾病临床研究中心和重庆三峡中心医院内分泌科等单位的研究成果Genetic ablation of C-reactive protein gene confers resistance to obesity and insulin resistance in rats（C-反应蛋白基因的基因消融导致大鼠对肥胖和胰岛素抵抗）在学术期刊DIABETOLOGIA（影响因子10.122）发表。平生公司的Super Nova^® Micro PET/CT 产品在论文中提供了重要的大鼠脂肪的CT图像和定量分析，把单CT系统的功能发挥出来，实现了一机两用。

该研究的通讯作者为杨刚毅教授。第一作者为杨梦柳、仇胜。

文献摘要

目的/假设：除了作为一种传统的炎症标志物外，C反应蛋白（CRP）与肥胖、糖尿病和心血管疾病的发展密切相关。作者假设CRP蛋白直接参与能量和葡萄糖代谢的调节，并且CRP基因缺陷会导致肥胖抵抗和胰岛素抵抗。

方法：采用转录激活因子样效应物核酸酶（TALEN）技术实现大鼠CRP基因敲除。将CRP基因缺陷大鼠喂以普通饮食或高脂饮食。检测体重、糖代谢、胰岛素敏感性、能量消耗和炎症状态的表型变化。在野生型和CRP基因敲除大鼠中，通过脑室内输送瘦素和CRP并进行葡萄糖钳夹研究，检测CRP缺陷对下丘脑瘦素和胰岛素信号及葡萄糖稳态的影响。

结果：CRP缺陷大鼠高脂饮食后体重和食物摄入显著减少，能量消耗增加，胰岛素敏感性提高。葡萄糖钳夹研究显示肝脏胰岛素信号和作用增强。CRP缺乏增强和延长了中枢瘦素的减肥作用及促进了其外周效应。相反，将CRP恢复到基因敲除大鼠的下丘脑中可以减弱中枢瘦素信号对胰岛素敏感性和外周糖代谢的影响。

结论/解释：CRP不仅是炎症和代谢综合征的血液标志物，而且其通过调节下丘脑瘦素信号直接参与调节能量代谢、体重、胰岛素敏感性和葡萄糖稳态。

实验方法

动物

动物Crp-KO大鼠由Cyagen Biosciences公司生产，并饲养于重庆医科大学动物实验中心。Crp-KO SD大鼠通过转录激活物样效应物核酸酶（TALEN）技术构建。简而言之，对大鼠Crp外显子和内含子序列的分析导致了基因缺失位置（外显子1）的设计。作者用它来构建TALEN质粒（引导mRNAs的序列：TALEN-1L：T C A C G A T A A G C T T C T C T C , T A L E N - 1 - R :TATAATAGCTCCTACCTT）。体外转录mRNA的核注射导致F0代阳性大鼠的出生，并与野生型（WT）杂交产生杂合子F1代。杂合子F1大鼠与杂合子F1大鼠交配，获得纯合子Crp KO大鼠或杂合子F2或WT同窝仔。通过测序确认表型。动物被安置在一个温度和湿度控制的设施中，有12小时的光/暗循环，可以随意获得水和食物。所有使用的动物均基于其相应的基因型，一旦确定其基因型，将其随机分配到NCD或HFD喂养组，或随机分配到不同的治疗组。为了构建高脂饮食（HFD）诱导的胰岛素抵抗模型，8周龄的雄性WT和Crp-KO大鼠被喂食正常食物（NCD）或HFD（45%脂肪；中国江苏医学院）12周。在年龄相关代谢研究中，8周龄雄性WT和Crp-KO大鼠被喂食HFD 16个月。

CT成像、重建和分析

使用SuperNova PET /CT（平生医疗科技有限公司）中的单CT扫描协议对大鼠进行扫描。脂肪体积分析是基于脂肪的灰度值（CT值）低于其他器官和肌肉。根据不同的灰度阈值对脂肪进行筛选和分离。Cruiser软件（版本1.5.0，平生医疗科技有限公司）用于采集图像，采集参数设置为60 kV管压、600μA管流、DSD（源焦点到探测器的垂直距离）510 mm和FOV（视野）110 mm。图像采集后，使用recon软件（recon 1.5.0，平生医疗科技有限公司）进行重建。这一过程是由专业人员进行的。

实验结果

CRP缺乏对能量平衡的影响

为了研究CRP缺乏对能量稳态的生理影响，使用TALEN技术制造CRP KO大鼠。CRP-KO大鼠肝脏中未检测到CRP蛋白表达，与WT同窝大鼠相比，循环CRP水平也为零。定量PCR分析还显示，脂肪、肌肉和胰腺中的Crp表达完全被敲除（ESM图1a-c）。在检查喂食NCD的Crp KO大鼠的生长时，作者发现体重、脂肪成分和食物摄入没有明显差异（图1a-g）。此外，直肠温度（在室温或4°C下测量）和热像图显示两种基因型之间没有显著差异（ESM图2a，b）。

在HFD方案下，突变大鼠和WT大鼠的体重、脂肪体积和能量平衡表型存在差异。因此，与WT大鼠相比，Crp-KO大鼠的体重、脂肪量和食物摄入显著减少，而瘦体重没有显著变化（图1a-f）。HFD喂养的KO大鼠的平均每日食物摄入量和累积食物摄入量也低于WT对照组（图1f，g）。有趣的是，Crp-KO大鼠几乎完全抵抗HFD引起的收缩压和舒张压升高（图1h，i）；然而，这种表型似乎伴随着Crp KO大鼠体重增加的减弱（ESM图3a，b）。这一表型是否只是体重增加差异的次要表现，还是CRP直接参与血压调节的结果，仍有待研究。

Crp-KO大鼠的体重、脂肪量、食物摄入和血压减少。8周龄雄性WT和Crp-KO大鼠喂食NCD或HFD 12周。Crp KO可保护大鼠免受高脂喂养期间体重增长曲线（a）和累积体重（b）中明显的体重增加。显微CT扫描显示脂肪成分（c、d）和脂肪量（但瘦肉没有）显著减少（e）。在HFD方案下，Crp-KO还导致每日平均摄食量（f）和累积摄食量（g）以及收缩压（h）或舒张压（i）下降。数据表示为Crp KO大鼠与WT大鼠的平均值±SEM，*p<0.05，**p<0.01（数据采用未配对的Student t检验）。ATV，脂肪组织体积

结论：

总之，作者首次构建了SD大鼠Crp-KO模型，为Crp直接调节能量平衡、慢性炎症、血压、糖代谢和胰岛素敏感性提供了遗传学证据。其中一些病理生理效应至少部分是通过控制炎症和抑制瘦素的生理功能实现的。这些发现明确支持这样一个结论，即肥胖和2型糖尿病患者的血CRP水平升高不仅仅是一个替代指标。降低循环CRP水平或CRP诱导的瘦素抵抗可能是治疗肥胖和2型糖尿病的一种有希望的治疗策略。

使用设备

Super Nova^® Micro PET/CT（II 代外观图）

影像软件：Avatar（平生医疗科技）