NEFAs对犊牛原代肝细胞糖脂代谢的调控机制

发布时间：2020-10-08 21:30

　　围产期奶牛由于干物质摄入减少和能量需求增加，使奶牛常常处于能量负平衡状态，进而启动脂肪动员，造成高BHBA血症和高NEFAs血症，进而引发奶牛酮病和脂肪肝。研究发现，酮病奶牛或脂肪肝奶牛存在不同程度的胰岛素抵抗和高炎性水平，而胰岛素与机体的糖脂代谢密切相关。此外，NF-κB炎性信号通路的活化与胰岛素抵抗也密切相关。在肥胖小鼠或者高脂饮食小鼠模型研究发现，NEFAs与机体的炎性反应和胰岛素抵抗密切相关。TLRs是一类众所周知的病原识别受体，它能导致NF-κB通路的活化，然后增加促炎性因子的转录。研究表明，炎性因子可通过不同的通路诱导胰岛素受体底物丝氨酸残基的磷酸化进而影响胰岛素信号向下游的传递，降低胰岛素的生理功能从而诱发胰岛素抵抗。体内或体外实验也都普遍证实NEFAs可以激活TLR4。那么围产期奶牛高NEFAs血症与TLR4/NF-κB通路和肝脏胰岛素抵抗之间的关系，以及NEFAs是如何引起胰岛素抵抗的均未见报道，所以，本研究通过体外培养奶牛肝细胞来探讨高NEFAs与TLR4/NF-κB炎性通路和肝脏胰岛素抵抗之间的关系及其诱导机制。此外，研究发现，NEFAs可以作为信号分子直接调控肝细胞脂代谢作用。过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator activated receptor-α，PPARα）是肝细胞内调控脂氧化的重要转录因子，固醇调节元件结合蛋白（sterolregulatoryelement binding protein1c，SREBP-1c）和碳水化合物反应元件结合蛋白（carbohydrates response element binding protein，ChREBP）是肝细胞内调控脂合成的重要转录因子，所以本研究通过脂肪肝山羊实验和体外肝细胞实验探讨了高NEFAs对三个转录因子的影响。研究发现，NEFAs增加了犊牛原代肝细胞中TLR4的表达量，并且增加了P65进入细胞核的数量，激活NF-κB炎性通路，同时增加了促炎性因子白介素6（interleukin6，IL-6）和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）的mRNA表达量及细胞上清中炎性因子的浓度。而TLR4抑制剂降低了P65的入核数量，降低了炎性因子IL-6和TNF-α的表达量，抑制了NEFAs引起的炎性反应。这说明，NEFAs能进一步激活TLR4/NF-κB炎性通路。此外,我们还发现NEFAs增加了细胞中IRS1的磷酸化程度，降低了AKT的磷酸化程度以及PI3K的蛋白表达量，抑制了胰岛素通路，引起胰岛素抵抗。然而，NF-κB抑制剂降低了IRS1的磷酸化程度，增加了AKT的磷酸化程度和PI3K的蛋白表达量，缓解了NEFAs对激胰岛素通路的抑制作用。这些研究说明，NEFAs能通过NF-κB炎性通路影响胰岛素通路，推测炎症能引起胰岛素抵抗。奶牛酮病和脂肪肝是围产期奶牛常见的营养代谢性疾病，是以高NEFAs和高BHBA血症为主要代谢特征。SREBP-1c，ChREBP和PPARα是脂质代谢关键的转录因子。我们在犊牛原代肝细胞中添加高浓度的NEFAs，结果发现，高浓度的NEFAs增加了脂合成关键基因SREBP-1c和ChREBP的蛋白和mRNA表达量，并且高浓度的NEFAs增加了这两个核转录因子的入核数量，且下游基因ACCα和FAS也有一致的变化。然而，脂氧化转录因子PPARα的蛋白表达量在高浓度NEFAs组明显降低，且入核量也明显低于对照组，其下游基因L-FABP和ACSL-1的mRNA表达水平也随之降低。这些结果表明，NEFAs增加了肝细胞中脂合成关键基因的表达，降低了脂氧化关键基因的表达。为了进一步验证NEFAs在脂质沉积中的作用，我们建立了羊的脂肪肝模型。我们发现，脂肪肝模型羊的血液中NEFAs和BHBA的水平明显高于健康组。脂肪肝病羊肝脏中SREBP-1c和ChREBP的蛋白表达量明显高于健康组，而PPARα的表达量变化不明显。这说明高水平的NEFAs增加了肝脏脂合成作用，最终引起肝脏脂质沉积。综上所述，以上研究结果表明高NEFAs可以激活TLR4/NF-κB炎性通路,降低胰岛素通路的敏感性。此外高NEFAs还可促进肝脏的脂合成作用，而抑制脂氧化作用，最终引起肝脏脂质沉积。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S823
【文章目录】：
前言
中文摘要
Abstract
英文缩写词表
第一篇文献综述
    第1章 TLR4 与 NF-κB 炎性通路
        1.1 TLRs 的作用及应用
        1.2 NF-κB 炎性通路
        1.3 TLR 与炎性通路和胰岛素通路的相互作用
    第2章胰岛素抵抗
        2.1 与胰岛素抵抗有关的因素
        2.2 NAFLD 与胰岛素抵抗
        2.3 胰岛素通路与 AMPK 通路
第二篇研究内容
    第1章 NEFAs通过TLR4影响犊牛原代肝细胞NF-κB炎性信号通路和胰岛素通路
        1.1 材料与方法
        1.2 结果
        1.3 讨论
        1.4 小结
    第2章 NEFAs 通过 NF-κB 炎性信号通路影响犊牛原代肝细胞胰岛素通路
        2.1 材料与方法
        2.2 结果
        2.3 讨论
        2.4 小结
    第3章 NEFAs 影响犊牛原代肝细胞的脂质代谢
        3.1 材料与方法
        3.2 结果
        3.3 讨论
        3.4 小结
结论
参考文献
导师简介
作者简介
攻读博士期间发表的学术论文
致谢

【参考文献】