【摘 要】
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随着生活水平的提高,人们对肉品品质的要求也越来越高。脂肪细胞的增殖、分化及脂质沉积不仅直接影响家畜肉品质量,也关乎动物机体代谢健康与稳态。近年来,随着纳米材料在日常生活及畜牧饲料生产中的应用,人们与纳米材料的接触变得越来越普遍。其中纳米二氧化钛（TiO2 NPs）由于其良好的增白与抗菌杀菌性,常以食品添加剂形式应用于食品及畜牧饲料生产中。已有研究表明纳米二氧化钛可改变机体血糖代谢,并影响肠上皮细胞
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（编号:2021YFD1301200）； 陕西省重点研发计划项目（编号:2017ZDXM-NY-077、2018ZDCXL-NY-02-05）；
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随着生活水平的提高,人们对肉品品质的要求也越来越高。脂肪细胞的增殖、分化及脂质沉积不仅直接影响家畜肉品质量,也关乎动物机体代谢健康与稳态。近年来,随着纳米材料在日常生活及畜牧饲料生产中的应用,人们与纳米材料的接触变得越来越普遍。其中纳米二氧化钛（TiO2 NPs）由于其良好的增白与抗菌杀菌性,常以食品添加剂形式应用于食品及畜牧饲料生产中。已有研究表明纳米二氧化钛可改变机体血糖代谢,并影响肠上皮细胞等细胞系功能,但关于其在脂肪沉积或脂肪细胞上的效应未知。因此,本研究以常脂饮食小鼠为研究对象,通过活体及离体水平实验探究TiO2NPs对小鼠脂肪组织（细胞）脂质沉积的作用及机制,获得如下主要结果:1.实验所用TiO2 NPs粒径分布主要为20 nm,电镜结果表明尽管在溶液内存在团聚状态,TiO2 NPs处理诱导分化的3T3-L1前体脂肪细胞仍可进入细胞质内。TiO2 NPs处理对常脂饮食小鼠采食量及体重无显著影响（P＞0.05）,且对小鼠脏器指数、肌肉重及肝功能无影响（P＞0.05）,但可显著促进小鼠附睾脂肪异常沉积,提高血清总胆固醇及血糖水平（P＜0.05）。2.TiO2 NPs的处理（0～100μg/mL）对3T3-L1前体脂肪细胞活性无显著影响,而100μg/mL的TiO2 NPs可影响细胞周期,提高DNA复制期细胞数及增殖相关基因（CDK4、Cyclin D1等）mRNA和蛋白表达水平（P＜0.05）,促进前体脂肪细胞的增殖;100μg/mL的TiO2NPs可显著增加3T3-L1前体脂肪细胞分化后胞内脂滴量,促进成脂相关基因（PPARγ、FABP4等）mRNA及蛋白的表达（P＜0.05）,促进前体脂肪细胞的成脂分化。3.蛋白质组学测序筛选TiO2 NPs促进前体脂肪细胞分化的差异蛋白共计1182个,其中超半数差异蛋白位于细胞质,且除与脂质代谢相关外还与细胞免疫应答及生物刺激应答等过程密切关联。KEGG通路富集分析提供了多条包含细胞内氧化应激稳态调节的通路,包括p53、AGE-RAGE等信号通路;4.TiO2 NPs可显著促进RAGE基因表达,提高胞内ROS水平,促进脂肪细胞脂质积累（P＜0.05）;抗氧化剂N-乙酰-L-半胱氨酸可通过降低RAGE水平,抑制胞内ROS产生,改善TiO2 NPs引起的胞内脂质过度积累（P＜0.05）。综上,本研究结果表明TiO2 NPs可通过AGE-RAGE信号通路引起细胞内氧化应激,促进脂肪细胞成脂分化并最终引起脂肪组织内脂肪沉积。本研究为TiO2 NPs及其他纳米技术产品在食品及畜牧生产中的规范使用提供理论依据,同时为肥胖、糖尿病等相关代谢疾病的发生提供科学依据。
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