COTL1对非酒精性脂肪肝病发生发展的作用研究

发布时间：2020-10-02 10:55

　　 非酒精性脂肪肝病(Nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)包括肝脏组织中一系列组织学异常,从单纯脂肪变性到脂肪性肝炎,进而可发展为肝纤维化和肝硬化,这可能导致肝癌的发生;它还与肥胖,糖尿病及其他代谢性疾病的发生发展紧密相关。目前NAFLD患病人数日益增多,是全球儿童和成人慢性肝病的最常见原因,患病率高达25%左右。在实验前期阶段,基于蛋氨酸胆碱缺乏(Methionine choline deficiency,MCD)饮食诱导的NAFLD模型的小鼠肝脏差异蛋白质组分析,筛选到一个候选蛋白质COTL1,实验验证其可能参与NAFLD发生发展的进程。COTL1分子是一种F-actin结合蛋白的高度同源蛋白质,目前国内外对COTL1的分子功能研究尚浅,值得注意的是,未见COTL1与NAFLD发生发展相关的研究报道。本课题中我们通过构建肝脏细胞特异性COTL1敲除小鼠,建立NAFLD动物模型,探讨COTL1在NAFLD发生发展中的作用机制。研究目的:(1)证实COTL1对NAFLD发生发展的促进作用;(2)确定肝脏哪种细胞中的COTL1具有促进NAFLD发生发展的功能;(3)COTL1通过怎样的机制影响NAFLD的发生发展。通过此研究,我们将深化COTL1的分子功能,探讨COTL1影响NAFLD发生发展的作用机制,并可能为NAFLD的防治开辟新的治疗靶点和策略。研究方法:(1)MCD饮食诱导NAFLD小鼠模型,利用腺相关病毒(Adeno-associated virus,AAV)载体敲低肝脏COTL1的表达,检测肝脏特异性敲低COTL1对NAFLD进程的影响。(2)利用Cre-loxP系统,构建肝脏枯否细胞(KCs)特异性COTL1敲除小鼠,高脂饮食(HFD)诱导NAFLD小鼠模型,从小鼠表型,血清生化指标,病理切片和脂肪酸代谢等方面进行检测,探讨肝脏KCs特异性敲除COTL1对NAFLD发生发展的影响。(3)利用Cre-loxP系统,构建肝窦内皮细胞(LSECs)特异性COTL1敲除小鼠,HFD诱导NAFLD小鼠模型,检测LSECs特异性敲除COTL1对NAFLD发生发展的影响。研究结果:(1)正常小鼠MCD饮食成功诱导了NAFLD模型,COTL1在MCD诱导的NAFLD模型小鼠肝脏中的表达量升高。(2)肝脏特异性COTL1敲低小鼠的体重肝重增加,血清转氨酶升高;肝脏脂肪蓄积减少,脂滴明显变小减少,脂变程度降低。(3)HFD饮食成功诱导了NAFLD小鼠模型,COTL1在NAFLD模型各阶段小鼠肝脏中的表达量升高。(4)HFD诱导的NAFLD模型小鼠肝实质细胞中COTL1的表达水平增加。(5)成功构建了肝脏KCs特异性COTL1敲除小鼠。HFD饮食诱导下,肝脏KCs特异性COTL1敲除小鼠与对照小鼠相比,体重和肝重均明显减轻,血清转氨酶和血脂、胆固醇含量下降;显著增加了脂肪酸氧化分解并减少摄入和合成;细胞炎性因子水平下降;明显减少了肝脏脂肪堆积,脂滴空泡变小减少;肝脏脂变程度显著减轻。(6)成功构建了肝脏LSECs特异性COTL1敲除小鼠。HFD饮食诱导下,LSECs特异性COTL1敲除小鼠的体重、肝重下降,血清转氨酶水平降低,肝损伤减轻;肝脏脂滴蓄积减少;脂肪变性减轻。(7)COTL1的相互作用分子ALOX5的表达量随着COTL1的表达水平降低而下调。结论:MCD饮食和HFD饮食诱导的NAFLD模型小鼠肝脏中COTL1的表达量均显著上调。特异性敲低肝脏COTL1的表达能够改善肝脏脂肪变性,提示COTL1可促进NAFLD的发生发展。首次发现肝脏KCs特异性和LSECs特异性敲除COTL1都能够明显减轻肝脏脂肪变性,减缓单纯脂肪变性向脂肪性肝炎发展的进程。COTL1发挥作用的机制可能与ALOX5有关且COTL1对NAFLD的促进作用是由肝脏实质细胞与非实质细胞协同调控的。
【学位单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R575.5
【部分图文】：

图 1-1：小鼠正常饮食（NC）与 MCD 饮食的体重（A）、肝重（B）及肝重体重比（C）变化图。n=6 只/组。与 NC 组相比， **P < 0.01 ，***P＜0.001。Fig 1-1: The changes of body weight (A), liver weight (B) and liver weight to body weight ratio (C) between normalchow and MCD diet in mice. n=6. Compared with NC group, ** P < 0.01, *** P < 0.001.3.1.2 小鼠血清生化指标水平变化与正常饮食相比，MCD 饮食 5 周小鼠血清丙氨酸氨基转移酶(Alanineaminotransferase，ALT)、天冬氨酸氨基转移酶（Aspartate aminotransferase，AST）水平显著升高，肝功能严重受损（图 1-2）。

图 1-1：小鼠正常饮食（NC）与 MCD 饮食的体重（A）、肝重（B）及肝重体重比（C）变化图。n=6 只/组。与 NC 组相比， **P < 0.01 ，***P＜0.001。Fig 1-1: The changes of body weight (A), liver weight (B) and liver weight to body weight ratio (C) between normalchow and MCD diet in mice. n=6. Compared with NC group, ** P < 0.01, *** P < 0.001.3.1.2 小鼠血清生化指标水平变化与正常饮食相比，MCD 饮食 5 周小鼠血清丙氨酸氨基转移酶(Alanineaminotransferase，ALT)、天冬氨酸氨基转移酶（Aspartate aminotransferase，AST）水平显著升高，肝功能严重受损（图 1-2）。

安徽医科大学硕士学位论文正常饮食小鼠肝脏颜色红润，无异常，MCD 饮食小鼠肝脏体积明显减小，呈灰黄色，表面可看到明显的脂肪颗粒。病理检测结果显示，正常饮食小鼠肝脏结构完整清晰，无异常病变；MCD 饮食饲养 5 周小鼠肝脏脂肪异常堆积，出现大泡性脂变和炎症细胞浸润，偶见气球样的肝细胞，脂滴空泡大且密集，肝脏脂变严重。（图 1-3）

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