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背景:
国家社会经济的快速发展和国民生活水平的日益提高,超重和肥胖人群不断增加。肥胖是目前非常关注的一个公共卫生问题。肥胖是诸多慢性疾病如非酒精性脂肪肝、糖尿病、心血管疾病和各种癌症的发生发展的重要风险因素。预防与治疗肥胖是目前研究热点之一。核受体是配体激活转录因子,通过调控靶基因表达变化,在机体的生长发育、生理代谢等过程中发挥重要作用。孕烷X受体(PXR/NR1I2)和组成性雄烷受体(CAR/NR1I3)是内源性和外源性物质代谢的关键调节因子,参与维持能量稳态。胆汁酸是机体内胆固醇分解代谢的最终产物。胆汁酸最重要的生理功能是促进脂质吸收。在对摄入机体的脂溶性维生素和脂肪进行吸收、运输和代谢的过程中胆汁酸举足轻重。胆汁酸代谢紊乱可以导致胆汁淤积性肝病、脂肪肝、血脂代谢异常、心血管疾病和糖尿病等疾病。成纤维细胞生长因子15(FGF15)(人FGF19)在小肠回肠段表达,在被FXR激活后表达量显著增加。FGF15作为一种肠源性激素,通过肠-肝循环负调节体内胆汁酸合成,对维持机体的胆汁酸水平具有重要作用。本研究主要探讨PXR和CAR基因对高脂饮食下小鼠代谢的影响,并进一步阐明PXR基因对高脂饮食引起肥胖的调控作用及其机制。
方法:
1.选用6周龄雄性PXR基因敲除小鼠、CAR基因敲除小鼠和与其同窝出生的野生型(C57BL/6)小鼠作为实验对象。根据体重将小鼠随机分组,对照组喂食普通饲料,实验组喂食45%高脂饲料,自主进食饮水,记录每周体重和食物摄取情况,连续4周。
2.4周后解剖小鼠。收集小鼠血液、肝脏和小肠,并记录相关脏器重量。
3.取一小块肝脏组织用苏木精和伊红染色后做病理切片,观察肝脏脂质积累情况;检测肝脏甘油三酯和血清总胆汁酸水平;提取肝脏、小肠总RNA再逆转录成cDNA,采用实时荧光定量PCR,以GAPDH基因表达量为内参标准,检测肝组织中有关胆汁酸合成酶的基因表达量和小肠中FGF15基因表达量;提取小肠组织总蛋白,以GAPDH作为蛋白内参标准,通过蛋白质印迹检测FGF15蛋白的表达量。
结果:
1.PXR基因敲除小鼠高脂组的体重和肝相对重量显著低于野生型小鼠高脂组。
2.通过肝组织病理和甘油三脂水平检测,PXR基因敲除小鼠高脂组肝内脂肪蓄积和甘油三脂水平均显著低于野生型小鼠高脂组。
3.PXR基因敲除小鼠高脂组血清总胆汁酸水平和肝脏胆汁酸合成途径中关键限速酶CYP7A1的基因表达量均显著低于野生型小鼠高脂组。
4.PXR基因敲除小鼠高脂组FGF15的表达量显著高于野生型小鼠高脂组。
5.高脂组的CAR基因敲除小鼠在体重、肝相对重量,肝脏脂质蓄积、甘油三酯水平、胆汁酸水平、胆汁酸合成酶以及FGF15表达量方面与高脂组的野生型小鼠无显著性差异。
结论:
本研究阐明了核受体PXR对高脂食物引起的肥胖的调控机制。在高脂条件下,PXR基因缺失引起了肠道FGF15表达增加,抑制了胆汁酸合成关键酶的基因表达,降低了血清总胆汁酸和肝脏甘油三酯水平,减少了肝脏中脂质蓄积,也降低了脂质的吸收,从而最终减少了小鼠在高脂喂养下的体重增加,改善了肥胖。本研究也阐明了PXR对FGF15具有负调节作用,为PXR可作为治疗肥胖的潜在靶点提供了科学依据。
国家社会经济的快速发展和国民生活水平的日益提高,超重和肥胖人群不断增加。肥胖是目前非常关注的一个公共卫生问题。肥胖是诸多慢性疾病如非酒精性脂肪肝、糖尿病、心血管疾病和各种癌症的发生发展的重要风险因素。预防与治疗肥胖是目前研究热点之一。核受体是配体激活转录因子,通过调控靶基因表达变化,在机体的生长发育、生理代谢等过程中发挥重要作用。孕烷X受体(PXR/NR1I2)和组成性雄烷受体(CAR/NR1I3)是内源性和外源性物质代谢的关键调节因子,参与维持能量稳态。胆汁酸是机体内胆固醇分解代谢的最终产物。胆汁酸最重要的生理功能是促进脂质吸收。在对摄入机体的脂溶性维生素和脂肪进行吸收、运输和代谢的过程中胆汁酸举足轻重。胆汁酸代谢紊乱可以导致胆汁淤积性肝病、脂肪肝、血脂代谢异常、心血管疾病和糖尿病等疾病。成纤维细胞生长因子15(FGF15)(人FGF19)在小肠回肠段表达,在被FXR激活后表达量显著增加。FGF15作为一种肠源性激素,通过肠-肝循环负调节体内胆汁酸合成,对维持机体的胆汁酸水平具有重要作用。本研究主要探讨PXR和CAR基因对高脂饮食下小鼠代谢的影响,并进一步阐明PXR基因对高脂饮食引起肥胖的调控作用及其机制。
方法:
1.选用6周龄雄性PXR基因敲除小鼠、CAR基因敲除小鼠和与其同窝出生的野生型(C57BL/6)小鼠作为实验对象。根据体重将小鼠随机分组,对照组喂食普通饲料,实验组喂食45%高脂饲料,自主进食饮水,记录每周体重和食物摄取情况,连续4周。
2.4周后解剖小鼠。收集小鼠血液、肝脏和小肠,并记录相关脏器重量。
3.取一小块肝脏组织用苏木精和伊红染色后做病理切片,观察肝脏脂质积累情况;检测肝脏甘油三酯和血清总胆汁酸水平;提取肝脏、小肠总RNA再逆转录成cDNA,采用实时荧光定量PCR,以GAPDH基因表达量为内参标准,检测肝组织中有关胆汁酸合成酶的基因表达量和小肠中FGF15基因表达量;提取小肠组织总蛋白,以GAPDH作为蛋白内参标准,通过蛋白质印迹检测FGF15蛋白的表达量。
结果:
1.PXR基因敲除小鼠高脂组的体重和肝相对重量显著低于野生型小鼠高脂组。
2.通过肝组织病理和甘油三脂水平检测,PXR基因敲除小鼠高脂组肝内脂肪蓄积和甘油三脂水平均显著低于野生型小鼠高脂组。
3.PXR基因敲除小鼠高脂组血清总胆汁酸水平和肝脏胆汁酸合成途径中关键限速酶CYP7A1的基因表达量均显著低于野生型小鼠高脂组。
4.PXR基因敲除小鼠高脂组FGF15的表达量显著高于野生型小鼠高脂组。
5.高脂组的CAR基因敲除小鼠在体重、肝相对重量,肝脏脂质蓄积、甘油三酯水平、胆汁酸水平、胆汁酸合成酶以及FGF15表达量方面与高脂组的野生型小鼠无显著性差异。
结论:
本研究阐明了核受体PXR对高脂食物引起的肥胖的调控机制。在高脂条件下,PXR基因缺失引起了肠道FGF15表达增加,抑制了胆汁酸合成关键酶的基因表达,降低了血清总胆汁酸和肝脏甘油三酯水平,减少了肝脏中脂质蓄积,也降低了脂质的吸收,从而最终减少了小鼠在高脂喂养下的体重增加,改善了肥胖。本研究也阐明了PXR对FGF15具有负调节作用,为PXR可作为治疗肥胖的潜在靶点提供了科学依据。