本文關(guān)鍵詞：PPARα信號(hào)通路在小鼠脂肪肝形成過程中的作用研究

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【摘要】：非酒精性脂肪肝疾病(NAFLD)是一類常見的慢性肝臟代謝性疾病,以無(wú)過量飲酒史、肝細(xì)胞脂肪變性和脂肪積累為病理特征。NAFLD在氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)過氧化反應(yīng)等因素刺激下,發(fā)展成為非酒精性肝炎、肝纖維化、肝硬化,甚至肝癌,嚴(yán)重威脅了人類的健康和生命。因此,揭示調(diào)控肝臟脂質(zhì)代謝和機(jī)體能量平衡的作用機(jī)制成為當(dāng)前科研工作的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARs)在調(diào)控機(jī)體脂質(zhì)和能量平衡過程中發(fā)揮了重要作用。PPARs包含PPARα、PPARβ/δ和PPARγ三種亞型,其中PPARα主要調(diào)控肝臟內(nèi)的脂肪酸氧化代謝。研究表明,瘦素leptin突變型(ob/ob)小鼠呈現(xiàn)肥胖和脂肪肝,但不會(huì)自發(fā)形成肝癌。脂肪酰基輔酶A氧化酶1(Acox1)缺失可導(dǎo)致其代謝底物積累,作為內(nèi)源性配體激活ob/ob小鼠體內(nèi)的PPARα及其調(diào)控的脂肪酸氧化代謝通路,增強(qiáng)了ob/ob小鼠的脂質(zhì)代謝,減輕了其肥胖和脂肪肝癥狀,然而,PPARα超活化誘導(dǎo)了ob/ob小鼠肝癌的形成。為了進(jìn)一步研究PPARα及其調(diào)控的信號(hào)通路在脂肪肝疾病發(fā)生和發(fā)展過程中的作用,進(jìn)行了以下研究:首先,本研究構(gòu)建了全身性PPARα和leptin敲除(PPARα?ob/ob)小鼠,并以野生型(WT)、PPARα敲除(PPARα-/-)、ob/ob和PPARα?ob/ob小鼠為模型,給予饑餓和PPARα配體Wy-14,643處理,運(yùn)用HE染色、油紅O染色、免疫組織化學(xué)染色、葡萄糖和胰島素耐受性檢測(cè)、甘油三酯和膽固醇酶試劑盒檢測(cè)、Real-time PCR、Northern Blot、Western Blot和基因芯片等技術(shù),深入探索了核受體PPARα缺失在ob/ob小鼠脂肪肝發(fā)生和發(fā)展過程中的調(diào)控作用,獲得的主要研究成果如下:1.PPARα缺失導(dǎo)致ob/ob小鼠肥胖加重體重增長(zhǎng)曲線顯示,6周齡前,PPARα?ob/ob和ob/ob小鼠的體重差異不顯著,前者略低于后者。24周齡后,PPARα?ob/ob小鼠的體重顯著高于ob/ob小鼠,呈現(xiàn)超級(jí)肥胖。采食量測(cè)定結(jié)果顯示,PPARα?ob/ob小鼠的采食量顯著低于ob/ob小鼠,表明PPARα?ob/ob小鼠肥胖程度加重不是由于采食量增加造成的。WT和PPARα-/-小鼠的體重及采食量差異不顯著。PPARα-/-和PPARα?ob/ob小鼠的白色和棕色脂肪組織含量分別高于WT和ob/ob小鼠,組織形態(tài)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)PPARα?ob/ob小鼠棕色脂肪細(xì)胞的體積大于ob/ob小鼠,而白色脂肪細(xì)胞的體積差異不顯著。葡萄糖和胰島素耐受性檢測(cè)結(jié)果顯示,PPARα缺失導(dǎo)致ob/ob小鼠的葡萄糖和胰島素耐受性升高。2.PPARα缺失導(dǎo)致ob/ob小鼠脂肪肝加重3月齡和6月齡PPARα?ob/ob小鼠的肝臟重量均高于相同年齡的ob/ob小鼠,HE和油紅o染色結(jié)果顯示ob/ob和pparα?ob/ob小鼠肝臟均呈現(xiàn)大泡型脂肪變性,且后者脂肪肝程度及肝臟內(nèi)甘油三酯和膽固醇的含量均高于ob/ob小鼠。對(duì)照組wt和pparα-/-小鼠肝臟內(nèi)無(wú)脂肪積累。有趣的是,16月齡ob/ob和pparα?ob/ob小鼠的脂肪肝程度都有不同程度的減輕,同時(shí)pparα?ob/ob小鼠肝臟形成了輕微的細(xì)胞周圍纖維化。此外,16月齡pparα?ob/ob小鼠肝卵圓細(xì)胞被激活,散在分布或成簇分布于門靜脈周圍。3.pparα缺失導(dǎo)致禁食狀態(tài)下ob/ob小鼠脂肪肝加重對(duì)2月齡小鼠禁食24h后,pparα-/-和pparα?ob/ob小鼠的血糖水平迅速降低,顯著低于wt和ob/ob小鼠。he和油紅o染色結(jié)果顯示,饑餓后24h,pparα-/-和pparα?ob/ob小鼠形成了嚴(yán)重的脂肪肝,且隨著饑餓時(shí)間的延長(zhǎng),肝臟脂肪變性加重。相反,饑餓處理后,ob/ob小鼠的脂肪肝逐漸減輕。northernblot、westernblot和q-pcr檢測(cè)結(jié)果顯示,饑餓后,脂質(zhì)代謝和饑餓應(yīng)激相關(guān)基因在wt和ob/ob小鼠肝臟內(nèi)的表達(dá)水平顯著上升,而在pparα-/-和pparα?ob/ob小鼠肝臟內(nèi)的表達(dá)水平變化不顯著。相反,饑餓處理后,pparγ、sirt1和pimt在pparα-/-和pparα?ob/ob小鼠肝臟內(nèi)的表達(dá)水平顯著升高。4.pparα缺失對(duì)ob/ob小鼠的肝癌發(fā)生率無(wú)影響與對(duì)照組相比,pparα配體wy-14,643處理后,wt和ob/ob小鼠肝臟內(nèi)肝細(xì)胞和過氧化物酶體增殖顯著升高,脂質(zhì)代謝和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)基因的表達(dá)水平也顯著升高。此外,wy-14,643長(zhǎng)期處理導(dǎo)致wt和ob/ob小鼠形成了嚴(yán)重的肝癌。相反,pparα-/-和pparα?ob/ob小鼠對(duì)wy-14,643不發(fā)生發(fā)應(yīng),因此,這兩種小鼠不形成肝癌。5.pparα缺失對(duì)ob/ob小鼠肝臟基因表達(dá)譜的影響對(duì)3月齡wt、pparα-/-、ob/ob和pparα?ob/ob小鼠肝臟進(jìn)行基因芯片分析,結(jié)果顯示與ob/ob小鼠相比,pparα?ob/ob小鼠肝臟內(nèi)與脂質(zhì)代謝、自噬作用、氧化應(yīng)激、過氧化物酶體、細(xì)胞生長(zhǎng)與增殖、血管生成等相關(guān)基因的表達(dá)水平顯著降低,而脂質(zhì)生成基因thrsp及與細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá)水平顯著升高。此外,本研究以wt、acox1敲除(acox1-/-)、ob/ob和acox1?ob/ob小鼠為模型,給予60%高脂日糧飼喂,運(yùn)用he染色、油紅o染色、免疫組織化學(xué)染色和real-timepcr等技術(shù),深入探索了pparα在leptin缺失和高脂日糧誘導(dǎo)的脂肪肝發(fā)生過程中的作用,獲得的主要研究成果如下:1.acox1缺失誘導(dǎo)的pparα激活可抵抗高脂日糧誘導(dǎo)的肥胖與對(duì)照組相比,高脂日糧(60%kal脂肪)飼喂40周后,wt小鼠的體重、白色和棕色脂肪組織含量均顯著增加,棕色脂肪細(xì)胞體積顯著增大。高脂日糧飼喂早期,ob/ob小鼠體重增長(zhǎng)顯著,后期不顯著,整體體重變化不顯著,其白色和棕色脂肪組織含量增加,脂肪細(xì)胞體積變化不顯著。與對(duì)照組相比,高脂日糧飼喂的acox1-/-小鼠體重增加不顯著,白色和棕色脂肪組織含量、棕色脂肪細(xì)胞體積均顯著增加,但仍顯著低于wt小鼠。相反,與正常日糧飼喂組相比,高脂日糧飼喂的acox1?ob/ob小鼠的體重、白色和棕色脂肪組織含量及脂肪細(xì)胞體積變化不顯著。2.Acox1缺失誘導(dǎo)的PPARα激活可抵抗高脂日糧誘導(dǎo)的脂肪肝高脂日糧飼喂40周后,與對(duì)照組相比,WT、Acox1-/-、ob/ob和Acox1?ob/ob小鼠的肝臟重量均增加,WT小鼠形成了嚴(yán)重的脂肪肝,而ob/ob、Acox1-/-和Acox1?ob/ob小鼠肝臟脂肪變性不顯著。3.高脂日糧促進(jìn)Acox1?ob/ob小鼠形成肝癌高脂日糧飼喂40周后,與對(duì)照組相比,WT和ob/ob小鼠均無(wú)肝癌形成,Acox1-/-和Acox1?ob/ob小鼠肝臟癌變率顯著升高。Q-PCR結(jié)果顯示,與WT和ob/ob小鼠相比,Acox1-/-和Acox1?ob/ob小鼠肝臟內(nèi)脂質(zhì)代謝及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)基因的表達(dá)水平均顯著上升。綜上所述,PPARα缺失導(dǎo)致ob/ob小鼠肥胖和脂肪肝加重,但不影響其肝癌發(fā)生率,相反,PPARα激活可以抵抗leptin缺失和高脂日糧誘導(dǎo)的肥胖與脂肪肝,但促進(jìn)其肝癌發(fā)生。揭示PPARα調(diào)控的信號(hào)通路在脂肪肝疾病發(fā)生過程中發(fā)揮了重要作用,可作為調(diào)控NAFLD向肝癌轉(zhuǎn)變的靶點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R575.5
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本文編號(hào)：1183643