FoxO蛋白在應(yīng)激致脂代謝紊亂中的作用及機(jī)制研究
本文關(guān)鍵詞:FoxO蛋白在應(yīng)激致脂代謝紊亂中的作用及機(jī)制研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著社會逐漸進(jìn)步,人們的生活節(jié)奏不斷加快,機(jī)體所承受的生理和心理性應(yīng)激復(fù)雜和強(qiáng)烈程度不斷增加。長期慢性應(yīng)激可以打亂機(jī)體內(nèi)環(huán)境,在許多疾病的發(fā)生過程中起重要作用。目前,慢性應(yīng)激被認(rèn)為是人類許多重大疾病的重要病因和誘因之一,約75%-90%的疾病發(fā)生與應(yīng)激機(jī)制的激活有關(guān)。長期以來,代謝紊亂和代謝性疾病的發(fā)生歸結(jié)于器官功能的失代償和神經(jīng)內(nèi)分泌的共同結(jié)果,但近年來的研究表明,它們的發(fā)生發(fā)展與應(yīng)激機(jī)制有著密切關(guān)系。但應(yīng)激在脂代謝性疾病如非酒精性脂肪性肝病(Nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)的作用及具體機(jī)制尚不是非常明確。叉頭蛋白O(Fork head box 0, FoxO)家族在介導(dǎo)胰島素和胰島素樣生長因子通路參與細(xì)胞分化,凋亡和機(jī)體能量代謝中有至關(guān)重要的作用。通常認(rèn)為,FoxO蛋白作為胰島素代謝通路上的重要分子,對調(diào)控機(jī)體血糖的平衡有重要作用。近年來,許多研究發(fā)現(xiàn),FoxO蛋白不僅在糖代謝中起作用,同時也參與了脂質(zhì)代謝的調(diào)控,可能是聯(lián)系2型糖尿病和脂代謝紊亂的關(guān)鍵分子,但關(guān)于在應(yīng)激致脂代謝紊亂過程中FoxO蛋白的變化及作用仍未見研究報導(dǎo)。研究目的研究應(yīng)激在脂代謝紊亂如NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用并進(jìn)一步探究肝臟中FoxO蛋白在應(yīng)激致肝臟脂質(zhì)代謝紊亂中的調(diào)控作用。研究方法用足底電刺激和束縛應(yīng)激構(gòu)建小鼠慢性應(yīng)激模型,通過檢測小鼠肝臟內(nèi)的甘油三酯含量和病理切片(HE染色和油紅O染色)來評定小鼠是否發(fā)生NAFLD;利用高通量檢測技術(shù)對小鼠腹內(nèi)脂肪組織、血清及肝臟炎性因子進(jìn)行檢測;用實時熒光定量PCR(real-time PCR, RT-PCR)和蛋白質(zhì)免疫印跡(Western blot)方法檢測肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)基因,肝臟內(nèi)FoxO蛋白含量及上游通路變化;用FoxO6肝臟內(nèi)特異性高表達(dá)C57/b16小鼠及尾靜脈注射FoxO6腺病毒使之在體內(nèi)高表達(dá)Foxo6的C57/b16小鼠觀察血清膽固醇含量變化;利用RT-PCR技術(shù)篩選膽固醇代謝相關(guān)基因表達(dá)量情況;用FoxO6腺病毒轉(zhuǎn)染小鼠肝原代細(xì)胞,觀察FoxO6對LDLR基因的調(diào)控作用,并用熒光素酶報告系統(tǒng)及染色質(zhì)免疫沉淀(Chromatin Immunoprecipitation, Chip)來進(jìn)一步探究其調(diào)控方式。研究結(jié)果1.慢性應(yīng)激可導(dǎo)致小鼠攝食量及體重增加量減少。應(yīng)激后12周內(nèi),小鼠攝食量和體重?zé)o明顯增加,而對照組則穩(wěn)定增加。應(yīng)激12周后,應(yīng)激組小鼠體重及攝食量較對照組顯著減少。2.慢性應(yīng)激組小鼠腹部脂肪含量較對照組顯著降低,HE染色結(jié)果顯示,應(yīng)激組脂肪細(xì)胞較對照組顯著減小,血清中游離脂肪酸顯著高于對照組。慢性應(yīng)激小鼠脂肪IL-6和IL-1β較對照組顯著增高,而TNF-α和IL-18無明顯變化,使炎癥細(xì)胞聚集的趨化因子MIP-2、MCP-1和PAI-1血清含量也同樣顯著升高。3.慢性應(yīng)激小鼠的肝指數(shù)(HI,肝臟重量/體重×100)升高。血清中的TC和TG均有升高趨勢但無統(tǒng)計學(xué)意義,而肝臟中TG, TC含量顯著升高。肝臟HE染色顯示,慢性應(yīng)激組有明顯的脂滴沉積,肝細(xì)胞胞質(zhì)疏松,呈氣球樣變,炎性灶增加。慢性應(yīng)激組肝臟油紅O染色切片有大量微泡性脂滴沉積。4.慢性應(yīng)激小鼠的血清ALT和AST水平顯著升高,并且NAFLD活動性炎性評分也高于對照組。ELISA結(jié)果顯示,IL-6和TNF-α在血清中和肝臟中含量均升高;IL-1β和MCP-1血清含量升高,肝臟含量不變;IL-18均無明顯變化。5. 慢性應(yīng)激小鼠肝臟內(nèi)與TG合成相關(guān)基因Fasn、SCD1表達(dá)量顯著升高,而其他基因如ACC1、ELOVL6、MTTP、ApoB等均無明顯變化。6.12周慢性應(yīng)激小鼠的FoxO1 mRNA和蛋白在肝臟中的表達(dá)量均較對照組小鼠顯著增加;FoxO1在小鼠肝臟細(xì)胞核內(nèi)蛋白量較對照組增加;肝臟內(nèi)胰島素受體2(IRS2)mRNA表達(dá)量顯著降低,同時其下游的p-Akt/Akt相對減少。7.肝臟內(nèi)特異性高表達(dá)FoxO6轉(zhuǎn)基因小鼠(FoxO6-tg)同對照組野生型小鼠對比,肝臟內(nèi)FoxO6基因表達(dá)水平升高了三倍,FoxO6蛋白表達(dá)量升高了兩倍。FoxO6-tg小鼠體重與野生型小鼠相比,無明顯變化,但血清中膽固醇水平顯著升高,呈現(xiàn)出高膽固醇血癥狀態(tài)。8. Fox06轉(zhuǎn)基因小鼠肝臟內(nèi)LDL受體(LDLR)勺表達(dá)量較野生型小鼠了約50%-60%,蛋白表達(dá)水平同mRNA表達(dá)趨勢一致,較野生型小鼠顯著降低。野生型小鼠尾靜脈注射FoxO6病毒后檢測其肝臟LDLR基因及蛋白表達(dá)量變化,結(jié)果與FoxO6轉(zhuǎn)基因小鼠一致。Fox06病毒轉(zhuǎn)染入肝原代細(xì)胞,觀察LDLR表達(dá)量的變化。結(jié)果顯示,FoxO6病毒轉(zhuǎn)染組較空白病毒轉(zhuǎn)染組LDLR的基因及蛋白表達(dá)量均明顯降低。LDLR的已知轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子SREBP2和其轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子PCSK9的基因表達(dá)量均沒有明顯變化。9.我們設(shè)計了含有SRE序列的LDLR啟動子熒光素酶報告質(zhì)粒,利用HepG2細(xì)胞系,通過轉(zhuǎn)染SREBP2質(zhì)粒及FoxO6病毒來觀察FoxO6對LDLR的調(diào)控作用。結(jié)果顯示,SREBP2可顯著上調(diào)HepG2細(xì)胞內(nèi)LDLR的表達(dá),而這種上調(diào)作用在加入FoxO6病毒后減弱,并與FoxO6病毒濃度呈劑量依賴效應(yīng)。染色質(zhì)免疫沉淀實驗(ChIP assay)顯示,在加入FoxO6病毒后,SREBP2與LDLR啟動子區(qū)的結(jié)合DNA擴(kuò)增條帶較空白病毒組顯著減弱。研究結(jié)論1.慢性應(yīng)激可導(dǎo)致小鼠NAFLD的發(fā)生;這種作用可能是通過增加肝臟內(nèi)甘油三酯合成,促進(jìn)脂肪組織分解,增加機(jī)體炎癥反應(yīng)來介導(dǎo)的,IRS2-Akt-FoxO1通路可能在其中起重要作用;2. FoxO6可通過減少SREBP2與LDLR啟動子區(qū)的結(jié)合來降低LDLR的表達(dá),導(dǎo)致血液中膽固醇不能被內(nèi)吞入肝臟代謝,形成高甘油三酯血癥。全文小結(jié)本文通過研究FoxO蛋白在應(yīng)激致非酒精性脂肪肝(NAFLD)及高膽固醇血癥中的作用,發(fā)現(xiàn)了FoxO蛋白作為轉(zhuǎn)錄因子,可能通過調(diào)控甘油三酯合成相關(guān)基因及肝臟攝取膽固醇的受體表達(dá)量來導(dǎo)致NAFLD及高膽固醇血癥的發(fā)生,在脂質(zhì)代謝紊亂中起重要調(diào)控作用。FoxO蛋白作為胰島素的下游通路蛋白,可能是聯(lián)系胰島素抵抗和脂代謝紊亂的關(guān)鍵分子。FoxO蛋白可能成為臨床防治脂質(zhì)代謝紊亂的新靶點。
【關(guān)鍵詞】:叉頭蛋白O 脂代謝紊亂 肝細(xì)胞 非酒精性脂肪肝 高脂血癥
【學(xué)位授予單位】:第二軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:R589.2;R575.5
【目錄】:
- 摘要6-9
- Abstract9-13
- 英文縮寫表13-15
- 第一部分 慢性應(yīng)激對非酒精性脂肪肝發(fā)生發(fā)展的影響15-36
- 前言15-16
- 材料和方法16-27
- 實驗結(jié)果27-32
- 討論32-35
- 結(jié)論35-36
- 第二部分 FoxO1在應(yīng)激致非酒精性脂肪肝中的作用及機(jī)制研究36-51
- 前言36-37
- 材料和方法37-44
- 實驗結(jié)果44-48
- 討論48-50
- 結(jié)論50-51
- 第三部分 FoxO6在高膽固醇血癥中的作用及機(jī)制研究51-71
- 前言51-52
- 材料和方法52-60
- 實驗結(jié)果60-68
- 討論68-70
- 結(jié)論70-71
- 全文總結(jié)71-72
- 綜述一 叉頭蛋白O在調(diào)控代謝中的作用72-79
- 綜述二 細(xì)胞因子和脂肪細(xì)胞因子在非酒精性脂肪肝中研究新進(jìn)展79-86
- 參考文獻(xiàn)86-100
- 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果100-102
- 致謝102-103
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本文關(guān)鍵詞:FoxO蛋白在應(yīng)激致脂代謝紊亂中的作用及機(jī)制研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號:410237
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