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研究背景及目的:非酒精性脂肪肝(Non-alcoholic fatty liverdisease,NAFLD)是目前最常见的慢性肝脏疾病之一,在发达国家成人患病率高达20%-30%,已经成为一个重要的公共健康问题。其发病的关键环节是脂质(尤其是甘油三酯)在肝细胞的异常聚积。任何影响肝细胞脂质摄入、合成、β氧化以及脂蛋白合成等环节的因素均对脂质异常沉积产生影响。最近研究表明肝细胞内源性脂质合成增加在NAFLD发病过程中扮演重要角色。内质网应激(Endoplasmic reticulumstress,ERS)是细胞应对体内外各种刺激的适应性反应,ERS相关的脂肪变和脂肪性肝炎是最近研究的热点,研究发现ERS打破了脂质稳态平衡,诱发肝细胞脂变。固醇调节元件结合蛋白(Sterol regulatoryelement binding protein-1c,SREBP-1c)作为脂质合成的关键转录因子,其活化后启动下游靶基因—脂肪酸合酶(Fatty acid synthase,FAS)、乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-CoAcarboxylase,ACC1)以及硬脂酰辅酶A去饱和酶(Stearoyl-CoA desaturase1,SCD1)等与脂质合成相关的关键酶,促进甘油三酯合成及脂质沉积。固醇调节元件结合蛋白裂解激活蛋白(SREBP cleavage-activating protein,SCAP)和胰岛素诱导基因(Insulin induced gene,Insig)是位于内质网上的膜蛋白,负责SREBP-1c从胞浆到胞核的转运,在脂质合成的反馈调节中发挥重要作用,维持肝脏脂质代谢平衡。Insig-1/SCAP/SREBP-1c代谢通路的变化对脂质代谢的影响鲜有报道。因此本课题拟通过建立ERS诱导的脂变细胞模型,了解ERS下肝细胞脂质合成代谢的特点,探讨ERS状态下Insig-1/SCAP/SREBP-1c信号通路对肝细胞脂质代谢影响,阐明Insig-1/SCAP/SREBP-1c代谢通路调控脂质代谢的分子机制,为临床防治NAFLD提供新的思路与方法。方法:1内质网应激细胞脂变模型的建立及机制研究1.1内质网应激细胞模型的建立以L02和HepG2两种肝细胞为研究对象,采用不同浓度的毒胡萝卜素(Thapsigargin,Tg)诱导,根据CCK-8法检测细胞存活率,筛选Tg最佳的作用浓度。用最佳作用浓度的Tg体外诱导L02与HepG2肝细胞产生ERS,Western blot检测GRP-78蛋白表达的时间谱,电子显微镜观察细胞内质网形态变化。1.2ERS下肝细胞脂变检测Tg(1μM)作用肝细胞24、48h后通过甘油三酯测定、油红O染色检测细胞内脂质水平。1.3ERS下肝细胞脂变的机制研究采用Real-Time PCR和Western blot方法检测ERS下L02和HepG2肝细胞Insig-1/SCAP/SREBP-1c信号分子及SREBP-1c的上游分子肝X受体(Liver x receptor,LXR)和下游靶基因FAS、ACC1的表达变化。2ERS下肝细胞脂变的Insig-1/SCAP/SREBP-1c信号通路研究2.1过表达Insig-1对ERS状态下肝细胞脂质代谢的影响构建Insig-1的过表达质粒,转染L02与HepG2肝细胞后Westernblot检测DDK标签蛋白的表达;细胞甘油三酯检测了解脂质水平;Western blot检测ERS下SREBP-1c、nSREBP-1c、FAS蛋白的表达。2.2抑制SREBP-1c对ERS下肝细胞脂质代谢的影响构建SREBP-1c基因的干扰质粒,观察抑制SREBP-1c对ERS状态下细胞甘油三酯水平及FAS和ACC1基因表达的影响。结果:1ERS细胞脂变模型的建立及机制研究1.1内质网应激细胞模型的建立与验证通过CCK-8法筛选Tg诱导ERS的最佳浓度。不同浓度(0.5、1、2和4μM)Tg诱导24h后,细胞生长无明显影响;48h后Tg对L02细胞和HepG2细胞的生长抑制率分别为9.25%、9.95%、11.12%、13.22%和6.17%、6.76%、9.98%、14.81%;72h后细胞抑制率过大。选取1μMTg作用24、48h诱导ERS;与对照组相比,Tg作用12h后,GRP-78蛋白表达明显增加(P<0.05),24h、48h其表达逐渐升高,各组之间比较差异均有统计学意义(P<0.05);透射电镜显示细胞内质网明显扩张。1.2ERS诱导肝细胞脂变Tg(1μM)诱导24h后,L02与HepG2细胞甘油三酯水平未见明显升高(P>0.05);48h后,细胞胞浆脂滴明显沉积,甘油三酯水平明显升高(P<0.05)。1.3ERS下肝细胞脂变的机制研究与对照组相比,ERS状态下L02和HepG2肝细胞SCAP、SREBP-1cmRNA和蛋白水平均明显升高(P<0.05),其中nSREBP-1c蛋白升高更明显;SREBP-1c靶基因FAS和ACC1蛋白的表达明显升高(P<0.05);LXR蛋白的表达无明显变化(P>0.05)。Insig-1mRNA在L02细胞表达明显升高(P<0.05),而HepG2升高不明显(P>0.05);在蛋白水平,两种细胞Insig-1蛋白表达明显降低(P<0.05)。2ERS下肝细胞脂变Insig-1/SCAP/SREBP-1c信号通路的研究2.1过表达Insig-1对ERS状态下肝细胞脂质代谢的影响与空白对照组相比,pCMV6-Insig-1-DDK重组质粒转染组有DDK标签蛋白表达;与Tg组相比,转染pCMV6-Insig-1-DDK重组质粒并Tg作用48后, SREBP-1c前体蛋白的表达无明显变化(P>0.05),但nSREBP-1c蛋白、FAS蛋白表达明显下调(P<0.05),同时细胞内甘油三酯水平也明显降低(P<0.05)。2.2抑制SREBP-1c对ERS下肝细胞脂质代谢的影响成功构建SREBP-1c的miRNA靶向干扰载体。转染SREBP-1c-1miRNA质粒对SREBP-1c的蛋白表达抑制效果最好(P<0.05);与对照组相比,转染SREBP-1c-1miRNA质粒后,FAS和ACC1蛋白的表达明显降低(P<0.05),L02和HepG2肝细胞内甘油三酯含量明显降低(P<0.05),细胞内脂滴明显减少。结论:1Thapsigargin诱导L02和HepG2肝细胞产生ERS,并导致肝细胞脂质沉积。2ERS在转录及转录后水平调控SREBP-1c的激活,SREBP-1c及其靶基因FAS、ACC1过表达、Insig-1表达减少参与了ERS介导的脂质代谢异常。3Insig-1/SCAP/SREBP-1c通路是内质网应激下肝细胞脂变的重要机制。