肥胖不同阶段大鼠体内胆酸盐变化对肝脏胆固醇水平的影响机制初探

发布时间：2020-08-22 21:39

【摘要】：目的高能量饮食引起的肥胖是全球日益严重的健康问题,也是诱发脂质代谢紊乱性疾病的主要危险因素。其中,肥胖条件下体内胆固醇的代谢紊乱是多种相关疾病常见的致病因素之一。然而,在高脂饮食(High-fat diet,HFD)诱导肥胖的不同阶段,肝脏胆固醇水平发生不同程度的变化,存在蓄积和蓄积后缓解现象,但其相应机制仍未阐明。胆酸盐(Bile acids,BAs)作为法尼醇X受体(Farnesoid X receptor,Fxr)的关键内源性配体,其可以在转录水平调节相关酶和转运体,以维持体内胆固醇稳态。因此,我们基于BAs-Fxr信号通路以及其调控下游的酶和转运体的变化情况,初步探究HFD诱导肝脏胆固醇蓄积和缓解的分子机制,同时也考察了HFD诱导4周后,肥胖大鼠体内瑞舒伐他汀药代动力学的改变,以期为肥胖型胆固醇紊乱性疾病的防治及合理用药提供参考。方法四周龄雄性Wistar大鼠(体重80±20 g)分别用高脂饲料与普通饲料饲养4周和8周后,采集大鼠腹主动脉血、肝脏、回肠和腹部脂肪样本。将获得样本做相应处理后,分析测定:血清和肝脏、回肠组织中胆固醇水平;肝脏和回肠组织中总胆酸盐(Total bile acids,TBAs)及BA各成分的浓度;肝脏和腹部脂肪组织病理学变化;肝脏和回肠组织中与胆固醇及BAs代谢相关的酶,转运体和核受体的mRNA表达量。此外,通过体内药动学和体外原代肝细胞摄取实验,考察瑞舒伐他汀在HFD诱导4周肥胖大鼠体内药动学的变化及肝细胞摄取情况。结果(1)HFD诱导4周时,促进了回肠BAs被动扩散,使肠道BAs的含量增加,尤其是Fxr的强效激动剂鹅去氧胆酸类(Chenodeoxycholic acids,CDCAs)水平显著升高,从而激活回肠Fxr-成纤维细胞生长因子15(Fibroblast growth factor 15,Fgf15)通路,导致肝脏胆固醇7α-羟化酶(Cholesterol 7 alpha-hydroxylase,Cyp7a1)的mRNA表达下调,最终通过抑制胆固醇经Cyp7a1的代谢消除,造成肝脏中胆固醇的蓄积。(2)HFD诱导8周后,大鼠肝脏组织中Fxr拮抗剂牛磺β-鼠胆酸(taurine-β-muricholic acid,Tβ-MCA)水平显著升高,抑制了肝脏Fxr-小异二聚体伴侣(Small heterodimer partner,Shp)通路,促使甾醇12α-羟化酶(Sterol 12alpha-Hydroxylase,Cyp8b1)的mRNA表达上调,从而促进胆固醇向BAs的转化消除;同时,回肠Fxr-ATP-结合盒转运体超家族G5(ATP-binding cassette sub-family G members 5,Abcg5)通路被升高的CDCAs进一步激活,Abcg5表达显著上调,使得胆固醇的肠道吸收减少。肝脏Cyp8b1和回肠Abcg5的协同上调使得肝内胆固醇蓄积较4周肥胖大鼠得以改善。(3)HFD干预4周后,大鼠肝脏有机阴离子转运多肽2(Organic anion-transporting polypeptide 2,Oatp2)的基因表达降低,造成了其特异性内源性底物GCDCA-S血清浓度上升,最终导致其底物药物瑞舒伐他汀的肝摄取减少,血药浓度增加。结论在HFD干预的不同阶段,由于肝脏与回肠组织中BAs的浓度和组成比例的改变,使得Fxr介导的信号通路与胆固醇代谢平衡相关的酶和转运体的基因表达发生改变,最终介导了肝脏胆固醇于不同诱导时期的蓄积和缓解,即:通过抑制胆固醇经Cyp7a1的代谢消除,造成HFD诱导4周肥胖大鼠肝脏中胆固醇的蓄积,而肝脏Cyp8b1和回肠Abcg5基因表达上调的协同作用可能是HFD诱导8周大鼠肝内胆固醇蓄积得到显著改善的主要原因。肥胖大鼠肝脏Oatp2mRNA表达下调导致瑞舒伐他汀的血药浓度升高,可能增加不良反应的发生率。本文为临床肥胖型胆固醇紊乱性疾病的防治及其患者的合理用药提供了参考依据。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R965
【图文】：

胆固醇,稳态,胆固醇合成,代谢酶

图 1.1 体内胆固醇稳态[14]Fig. 1.1 Whole body cholesterol homeostasis. 胆固醇的合成代谢脏作为胆固醇合成代谢的重要场所，其中相关的合成酶与代谢酶对

平衡相,胆固醇,代谢紊乱

图 1.2 与胆固醇和 BAs 平衡相关的酶和转运体系统Fig.1.2 Enzymes and transporter systems associated with cholesterol and BAs balance1.3 肥胖与 BAs 代谢紊乱

脂类,血清,体重,肝脏

图 2.1 HFD 诱导 4 周时大鼠体重上升以及不同部位脂类水平的变化；A：体重；B：体脂比；C-D：血清、肝脏及回肠组织中胆固醇含量（mean ±S.D.，n = 5）；与对照组相比， **表示 P < 0.01, ***表示 P < 0.001Fig. 2.1 4-week HFD induced significant weight gain and lipid levels alteration in differentparts of rats. (A) Body weight, (B) abdominal fat ratio, (C-D) serum, liver and ileum cholesterol

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