ApoM基因在非酒精性脂肪性肝病形成中的作用

来源 :皖南医学院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:bluebird2000
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目的:建立ApoM基因敲除的小鼠和细胞模型,观察ApoM基因敲除后肝脏组织和肝细胞的病理形态学变化,进而探究引起这些变化的可能分子机制方法:用CRISPR/Cas9方法敲除ApoM基因,构建ApoM基因全身性敲除小鼠模型和单克隆肝细胞株模型。采用透射电镜、HE染色、油红O染色、DAPI染色、FILIPIN总游离胆固醇荧光染色、血生化指标检测和抗体芯片等技术和方法来观察ApoM基因缺失后肝脏组织的病理学改变和肝细胞的形态学变化,以及相关血脂生化指标的变化情况;同时采用RT-PCR和Western blot方法在RNA和蛋白水平分别检测与脂代谢、炎症和凋亡密切相关的以及调控通路上的关键蛋白的表达变化,进而从分子水平探讨ApoM基因缺失引起肝组织和肝细胞病理形态学变化的可能分子机制。结果:1.成功构建了ApoM基因全身性敲除小鼠模型和ApoM基因敲除的单克隆肝细胞模型。2.ApoM-/-小鼠肝组织存在轻度非酒精性脂肪性病变,电镜显示肝脏贮脂细胞增大増圆且伴有大量大小不等的脂滴;油红O染色和总游离胆固醇FILIPIN荧光染色显示,肝脏发生轻度脂肪堆积;同时ApoM-/-单克隆肝细胞油红O染色亦显示出相同的病理改变,肝细胞内出现脂质堆积,发生轻度脂肪变。ApoM-/-小鼠肝脏组织电镜下显示线粒体肿胀,ApoM-/-单克隆肝细胞DAPI染色显示胞核增大,两者结果提示有凋亡发生的可能。此外ApoM-/-小鼠肝脏组织HE染色还显示有炎细胞浸润。血脂生化指标检测结果显示ApoM-/-小鼠血液中的TG和LDL-C水平与对照野生鼠相比增高(P<0.05),其中TG具有显著性差异(P<0.01),而TC和HDL-C水平和对照野生鼠相比,无统计学差异(P>0.05);肝组织匀浆中的TG、TC、HDL-C和LDL-C水平与对照野生鼠相比,均无统计学差异(P>0.05)。3.对ApoM-/-小鼠的肝脏组织中参与脂代谢的关键因子从mRNA水平和蛋白水平两方面进行检测,结果发现LDLR,PPARγ,PPARα,LXRα,FASN,ABCA1和SREBP2在mRNA水平和蛋白水平的表达均高于对照野生鼠(P<0.05);ACACA在mRNA水平的表达显著低于对照野生鼠(P<0.01),而在蛋白水平的表达高于对照野生鼠(P<0.05);SREBP1在mRNA水平的表达与对照野生鼠比较差异无显著性(P>0.05),而在蛋白水平的表达显著高于对照野生鼠(P<0.01)。PCSK9在蛋白水平的表达与对照野生鼠比较差异无显著性(P>0.05)。对ApoM-/-单克隆肝细胞中参与脂代谢的关键因子进行蛋白水平的检测,结果发现LDLR,PPARγ,PPARα,LXRα,FASN,ABCA1,ACACA,SREBP1和SREBP2在蛋白水平的表达均高于对照组(P<0.05),与肝脏组织蛋白水平检测结果一致。上述结果提示ApoM基因敲除后,无论是在细胞水平还是在整体水平均可以引起脂代谢通路上相关关键蛋白的表达改变。4.使用ApoM-/-小鼠的肝脏组织和ApoM-/-单克隆肝细胞模型在蛋白水平上对参与脂代谢调控的三条经典途径中的关键调控因子进行检测:结果显示phospho-Akt473、phospho-Akt308、phospho-mTOR、phospho-p70S6K1、phospho-ERK1/2和Scap的蛋白表达水平与对照组比较增高,差异具有显著性(P<0.05),而phospho-AMPKα和S1P的蛋白表达水平与对照组比较降低,差异具有显著性(P<0.05),Akt、mTOR、ERK1/2、AMPKα和p70S6K1的蛋白表达水平与对照组比较差异无显著性(P>0.05)。5.ApoM-/-小鼠肝脏炎细胞浸润显著,炎症因子检测结果显示:TNF-α、IL-1β和IL-6的含量高于对照野生鼠(P<0.05),同时炎症调控途径中的关键蛋白phospho-NF-κBp65、phospho-IRE1α、phospho-IκBα和TNFR1的蛋白表达水平与对照野生鼠比较增高(P<0.05),而IκBα和IRE1α的蛋白表达水平与对照野生鼠比较降低(P<0.05),NF-κB的蛋白表达水平与对照野生鼠比较差异无显著性(P>0.05)。上述指标在ApoM-/-单克隆肝细胞中检测发现与ApoM-/-小鼠肝脏组织检测结果不同的是IκBα和IRE1α的蛋白表达水平与对照组比较差异无显著性(P>0.05),其余检测结果与小鼠肝脏水平一致。6.ApoM-/-小鼠肝脏线粒体发生明显肿胀,凋亡抗体芯片技术检测结果显示,有7个基因表达水平显著改变(P<0.05),分别为:phospho-S6 Ribosomal Protein(Ser235/236),phospho-p53(Ser15)和phospho-Bad(Ser112)表达上调,phospho-mTOR(Ser2448),phospho-Erk1/2(Thr202/Tyr204),phospho-HSP27(Ser78)和phospho-SAPK/JNK(Thr183/Tyr185)表达下调。7.ApoM-/-小鼠肝脏在线粒体途径介导的凋亡中phospho-Bad,Bcl-x L,Bax,cleaved-Caspase9,pro-Caspase9,cleaved-Caspase3,pro-Caspase3和phospho-p53的蛋白表达水平与对照野生鼠比较增高(P<0.05),而Bcl-2的蛋白表达水平与对照野生鼠比较降低(P<0.05),Bad的蛋白表达水平与对照野生鼠比较差异无显著性(P>0.05)。上述指标在ApoM-/-单克隆肝细胞中检测发现与ApoM-/-小鼠肝脏组织检测结果不同的是Bcl-x L的蛋白表达水平与对照组比较降低(P<0.05),其余检测结果与小鼠肝脏水平一致。8.ApoM-/-小鼠肝脏在内质网应激途径介导的凋亡中cleaved-Caspase3,pro-Caspase3,CHOP,phospho-PERK,phospho-eiF2α,phospho-IRE1α和phospho-JNK的蛋白表达水平与对照野生鼠比较增高(P<0.05),而IRE1α的蛋白表达水平与对照野生鼠比较降低(P<0.05)eiF2α和PERK的蛋白表达水平与对照野生鼠比较差异无显著性(P>0.05)。上述指标在ApoM-/-单克隆肝细胞中检测发现与ApoM-/-小鼠肝脏组织检测结果不同的是ei F2α的蛋白表达水平与对照组比较增高(P<0.05),其余检测结果与小鼠肝脏水平一致。结论:1.ApoM基因缺失可引起肝组织贮脂细胞增大、脂肪堆积、线粒体肿胀、胞核增大以及炎细胞浸润等非酒精性脂肪性肝病的病理形态学变化。2.ApoM基因可能通过影响与脂代谢、炎症和凋亡密切相关的以及调控通路上的关键蛋白的表达变化进而引发非酒精性脂肪性肝病的发生。3.ApoM基因可能是通过PPARs/LXRs/SREBPs途径影响脂代谢,通过TNF-α/NF-κB和IKKβ/NF-κB途径激活炎症,通过线粒体和内质网应激途径影响凋亡。
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