长期、过量摄入酒精严重损害肝脏功能。酒精性肝病在初期主要表现为酒精性脂肪肝,进而可发展成酒精性肝炎和酒精性肝纤维化以致最终导致肝硬化,甚至肝癌。酒精性肝病是我国常见的肝脏疾病之一,近年来,酒精性肝病占同期肝病住院患者的比例在不断上升,严重危害人民的健康,并对社会稳定和经济发展造成巨大损失。成纤维细胞生长因子(FGF)21和FGF19(在小鼠中人FGF19的同源蛋白为FGF15)是FGF家族的两个重要成员,两者同属FGF19亚家族,因其缺乏特异性的肝素结合区域,所以能直接分泌至血液循环中,以内分泌激素的形式发挥其广泛的生物功能。FGF21主要由肝脏等代谢性器官分泌,而FGF15/19主要是由回肠末端分泌。大量研究表明它们在非酒精性脂肪肝、肥胖、糖尿病等代谢性疾病中发挥着重要的作用,特别是FGF21在非酒精性脂肪肝中对肝脏脂肪代谢有重要的调节功能,而FGF15/19对肝脏胆汁酸合成发挥着重要的调控作用。结合这些研究,我们推测FGF21和FGF15/19在酒精性肝病发生发展过程中发挥重要作用。本研究通过选用FGF21基因敲除小鼠构建不同酒精模型进行体内和体外实验,并结合对酒精性肝病不同阶段患者的血液样本进行分析,研究FGF21在不同的酒精动物模型中对肝脏中脂肪代谢和白色脂肪组织脂解作用的调节机制,以及FGF15/19在酒精性肝病中对肝脏脂肪酸合成的调控作用机制进行探讨。方法:1.用含5%酒精或等热量麦芽糖糊精的Lieber De Carli流质饮食饲喂雄性野生型(WT)和FGF21全身基因敲除(KO)小鼠4周模拟慢性酒精摄入动物模型,其中一组酒精饲喂WT小鼠在实验的最后5天每天注射重组人FGF21(rh FGF21)。饲喂结束后,分析小鼠肝脏脂肪变性和炎症情况,并对涉及肝脏脂肪合成和β-氧化的基因表达情况及调控机理进行分析。同时使用小鼠原代肝细胞和肝细胞系AML-12细胞通过体外研究沉默调节蛋白(Sirt1)在FGF21调控肝脏脂肪代谢中的作用机理。2.用含5%酒精或等热量麦芽糖糊精的Lieber De Carli流质饮食饲喂雄性WT和FGF21KO小鼠12天,并在实验最后一天清晨给予小鼠5g/Kg体重酒精急性灌胃模拟慢性加急性酒精摄入动物模型(NIAAA模型),其中一组酒精饲喂FGF21 KO小鼠在实验的最后5天每天注射rh FGF21。饲喂结束后,对外周血中儿茶酚胺的含量及小鼠附睾白色脂肪组织的脂解作用和肝脏脂肪变性情况进行分析。3.慢性酒精饲喂模型分析回肠中FGF15(在小鼠中人FGF19的同源蛋白)及肝脏胆汁酸合成相关基因的表达情况。4.同时,我们分析了不同阶段的酒精性肝病患者(包括酒精性脂肪性肝炎和酒精性肝硬化)外周血中FGF21的水平。我们还分析了酒精性肝硬化患者外周血中FGF19的水平以及总胆汁酸和部分炎症和代谢指标的含量。结果:1.慢性酒精饲喂引起小鼠肝脏中FGF21基因表达及蛋白水平的显著增加,并伴随着外周血中FGF21水平显著升高。与WT小鼠相比FGF21 KO小鼠表现出更为严重的肝脏脂肪堆积和肝损伤,而向WT小鼠注射rh FGF21有效地降低了酒精引起的肝脏脂肪堆积和炎症损伤。酒精饲喂引起FGF21 KO小鼠肝脏中固醇调控元件结合蛋白(SREBP1c)活性增加,进而增加了与肝脏脂肪合成相关的基因的表达;同时,酒精饲喂也引起FGF21 KO小鼠肝脏中过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子α(PGC-1α)活性的降低,进而抑制与脂肪酸β氧化相关基因的表达。我们通过体外实验进一步研究证明,FGF21基因缺失引起的SREBP1c活化和PGC-1α活性降低与Sirt1表达的降低直接相关。同时,在慢性酒精饲喂后,FGF21基因缺失显著增加NFk B的活性及炎症因子的表达。2.而在慢性加急性酒精模型中,在引起肝脏脂肪代谢异常的同时,酒精引起WT小鼠附睾白色脂肪组织显著减少,伴随着脂肪组织中调控脂肪降解的脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)表达的升高以及激素敏感脂肪酶(HSL)、脂滴包被蛋白(Perilipin)磷酸化水平的升高。然而,在FGF21 KO小鼠中酒精并没有引起附睾白色脂肪组织的显著减少。儿茶酚胺(主要为肾上腺素和去甲肾上腺素)的分泌是刺激脂肪组织降解的主要因素。慢性加急性酒精饲喂后,WT小鼠外周血中儿茶酚胺的含量显著升高。然而有趣的是,与WT小鼠相比,酒精摄入并未引起FGF21 KO小鼠儿茶酚胺分泌的明显升高。向酒精饲喂的FGF21 KO小鼠注射rh FGF21后,伴随着血液中去甲肾上腺素水平的升高脂肪组织进一步降解。在慢性加急性酒精模型中,虽然同样会引起脂肪堆积,但是FGF21基因缺失减少了酒精引起的脂肪组织降解释放的游离脂肪酸向肝脏的转运,从而减轻了肝脏脂肪代谢异常。3.在慢性酒精模型小鼠回肠中FGF15及调控其表达的相关基因的m RNA水平显著升高,而肝脏胆汁酸合成的关键限速酶CPY7A1的表达则显著降低。4.与健康对照组相比,酒精性脂肪性肝炎患者外周血中的FGF21水平显著升高,但在酒精性肝硬化患者外周血中FGF21的水平却没有变化。另外,酒精性肝硬化患者外周血中FGF19和总胆汁酸循环水平都显著升高,通过相关性分析发现FGF19和总胆汁酸的含量呈线性正相关。外周血中代表肝脏损伤的AST,M30和M65在酒精性肝硬化患者外周血中同样显著升高,并且与FGF19和/或总胆汁酸的含量呈线性正相关。结论:1.酒精引起血液中FGF21的升高与肝病发展过程中肝脏脂肪的含量有关。2.在慢性酒精动物模型中FGF21主要作用于改善肝脏脂质堆积和肝脏炎症损伤。但在慢性加急性酒精动物模型中FGF21通过刺激儿茶酚胺的分泌介导酒精引起的脂肪组织脂解作用,从而增加了脂肪组织脂解释放的游离脂肪酸向肝脏的转运。3.在酒精性肝硬化患者血液中FGF19的升高是用于负反馈调节抑制胆汁酸的进一步合成。本文首次探讨了FGF21和FGF15/19在不同阶段酒精性肝病中的作用及机制,因此,可以根据FGF21在酒精性肝病的不同阶段所发挥的作用为酒精性肝病的治疗提供新的作用靶点。而FGF19也许可以作为酒精性肝硬化的一个诊断参考标准,根据FGF19对胆汁酸的负反馈调节作用可以为酒精性硬化肝病提供一个新的治疗/预防靶点。