FoxO1蛋白在应激致肝脏脂质沉积中的作用及机制研究

发布时间：2020-05-06 22:47

【摘要】：随着社会的进步和科技的发展,应激成为了人们生活中不可避免的事件,而且应激的复杂性和强度也不断增加。按应激持续的长短,可分为急性应激和慢性应激,慢性应激指机体长期而持久的紧张状态。长期慢性应激会导致人体内环境的紊乱,引起包括肝脏脂肪变性在内的各种病理变化,但应激导致肝脏脂质沉积的具体机制并不清楚。长期以来,肝脏脂质沉积被认为是肥胖者的“专利”,是长期不良的生活习惯和生活方式所致,但是越来越多的“瘦子”被查出患有脂肪肝,特别是在长期慢性应激状态的人群中比率更高。因此,阐明慢性应激致肝脏脂质沉积的作用及其机制,从而寻求行之有效的防治方法,具有着显著的现实意义。FoxO1是叉头蛋白O家族的一员,是调节细胞生长、分化和代谢的关键分子,在糖代谢调控中起重要作用。越来越多的研究表明,FoxO1在脂代谢中也起关键作用。本实验室前期研究表明慢性应激可导致肝脏脂质沉积和FoxO1激活,但FoxO1在应激致肝脏脂质沉积中的作用及其机制仍不清楚,且国内外研究鲜有报道。研究目的:明确FoxO1在应激致肝脏脂质沉积的关键性作用,探讨FoxO1在肝脏脂质沉积中的作用机制。研究方法:1、将雄性C57BL/6小鼠分为四组:对照组、慢性应激组、慢性应激+FoxO1抑制剂组、FoxO1抑制剂组,6周后通过肝脏脂质检测和油红O染色评定小鼠肝脏脂质沉积情况;通过Western blot检测小鼠肝脏FoxO1蛋白及其磷酸化水平,用实时荧光定量PCR检测FoxO1基因及经典下游调控基因的转录水平,明确慢性应激及抑制剂对FoxO1的影响。2、用实时荧光定量PCR检测脂质代谢相关基因的转录水平,并分别检测四组小鼠摄食量、体重、糖代谢变化情况,探究FoxO1致应激小鼠肝脏脂质沉积的机制。3、将Hepa1-6细胞分为四组:对照组、皮质酮处理组、皮质酮+FoxO1抑制剂处理组、FoxO1抑制剂处理组,48h后通过油红O染色评定细胞脂质沉积情况;通过Western blot检测四组细胞FoxO1蛋白及其磷酸化水平,用实时荧光定量PCR检测FoxO1基因及经典下游调控基因、脂质代谢相关基因的转录水平。研究结果:1、慢性应激可致小鼠肝脏甘油三脂沉积,血清甘油三脂、游离脂肪酸含量显著增加,同时肝脏FoxO1激活;而FoxO1抑制剂可以抑制FoxO1活性,改善小鼠肝脏甘油三脂沉积,降低血清甘油三脂、游离脂肪酸含量;四组小鼠肝脏和血清胆固醇含量无明显差异。2、慢性应激使小鼠摄食量和体重增长减少,肝脏甘油三脂合成基因Fasn、脂肪酸摄取基因FATP和FABP、胆固醇合成基因HMG-CoAR、胆固醇氧化基因CYP7A1转录增加,FoxO1抑制剂降低这些基因转录水平,但对摄食量和体重增长无明显作用;四组小鼠空腹血糖、餐后血糖、胰岛素、葡萄糖耐量和胰岛素耐量以及肝脏ACC1、SCD1、CD36、PPARα、Acox1、Lcad、Mcad、Pdk4、Cpt1a、Ucp2、ABCG1基因转录无明显差异。3、皮质酮可致Hepa1-6细胞脂质沉积、FoxO1激活、甘油三脂合成基因Fasn转录显著增加,FoxO1抑制剂抑制FoxO1活性、减轻细胞脂质沉积、降低Fasn转录水平。结论:慢性应激可致小鼠肝脏脂质沉积,这一作用是通过应激激素皮质酮激活FoxO1从而促进肝脏甘油三脂合成及游离脂肪酸的摄取所介导。全文小结:本工作通过研究FoxO1在应激小鼠肝脏脂质沉积中的作用,发现慢性应激可以通过皮质酮激活FoxO1,而FoxO1作为转录因子通过调控肝脏甘油三脂合成和游离脂肪酸摄取相关基因的表达,导致肝脏脂质沉积和高甘油三脂血症,表明FoxO1在脂代谢紊乱中起重要的调节作用,并提示FoxO1抑制剂可作为脂代谢紊乱防治新的途径。
【图文】：

慢性应激,抑制剂,肝脏脂质,脂代谢紊乱

海军军医大学硕士学位论文实验结果一、FoxO1 参与慢性应激致肝脏脂质沉积（一）AS1842856 可抑制慢性应激所致的小鼠肝脏 FoxO1 激活越来越多的研究表明，FoxO1 是机体脂代谢紊乱的一个关键分子[14]。前期本实验室在小鼠实验上已证实慢性应激可导致肝脏脂质沉积、FoxO1 激活[6]，但是 FoxO1和肝脏脂质沉积之间是伴随关系还是因果关系尚不明确。

慢性应激,抑制剂,应激,蛋白

FoxO1 蛋白在应激致肝脏脂质沉积中的作用及机制研究为了确证 FoxO1 在应激致脂代谢紊乱中起重要作用，，我们选取 FoxO1 活性抑制剂 AS1842856（文献报道，AS1842856 能抑制 FoxO1 活性而不影响细胞中 FoxO1 蛋白和mRNA的水平[11, 15]），并将小鼠分为四组：对照组，慢性应激组，慢性应激＋FoxO1抑制剂组，FoxO1 抑制剂组。我们发现，应激 6 周小鼠肝脏中 FoxO1 蛋白和 mRNA含量显著升高（图 1B、E），pFoxO1 蛋白量和 pFoxO1/ FoxO1 比值显著下降（图 1C、D），而 FoxO1 抑制剂 AS1842856 虽然不影响 FoxO1 蛋白和 mRNA 的量（图 1B、E），但显著增加 pFoxO1 蛋白量及 pFoxO1/ FoxO1 值，而非磷酸化 FoxO1 蛋白为活性形式[16]，pFoxO1/ FoxO1 值越高活性越低。FoxO1 调控的经典靶基因 PEPCK 和 G6PasemRNA 含量变化同 FoxO1 的活性变化一致（图 1F、G）。以上结果说明应激 6 周确可导致小鼠肝脏 FoxO1 激活，FoxO1 抑制剂 AS1842856 给药剂量有效。（二）AS1842856 可改善慢性应激所致小鼠肝脏脂质沉积
【学位授予单位】：中国人民解放军海军军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R575

【参考文献】