高脂饮食对酒精肝毒性的影响及其分子机制研究

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研究目的过量饮酒可导致酒精性肝病(Alcoholic liver disease,ALD),而肥胖是加快ALD疾病进程的重要危险因素。ALD发病的分子机制目前仍未完全研究清楚,但肝脏炎症是ALD的关键性特征。核因子κB(Nuclear factor kappa B,NF-κB)是一种机体能够调控炎症过程的重要转录激活因子,活化的NF-κB核易位后与炎症基因启动子结合,进一步启动了促炎因子白介素1β(Interleukin 1β,IL-1β)的转录。而IL-1β的成熟活化需要NLR 家族 PYRIN 域蛋白 3 炎性小体(NLR family pyrin domain containing protein 3,NLRP3)的参与。高脂饮食和酒精暴露均能激活肝脏NF-κB、NLRP3信号通路,导致Caspase-1活化和IL-1β的产生。本课题从炎症相关通路出发,探索高脂饮食对酒精肝毒性的影响及其分子机制。研究方法1.构建高脂饮食联合酒精暴露动物模型。将雄性C57BL/6N小鼠随机分为:对照组、酒精组、高脂饮食组、高脂饮食联合酒精暴露组,每组10只。高脂饮食组小鼠高脂饲料喂养,其余小鼠对照饲料喂养,共8周。从第5周开始,每周两次给小鼠(5 g/kg bw)53%(v/v)乙醇水溶液或等热量麦芽糊精灌胃,连续4周。最后一次酒精灌胃9h后处死小鼠。通过测定血清转氨酶活性、甘油三酯含量和肝脏组织病理学检查评价小鼠肝脏炎症情况;RT-qPCR技术测定相关因子的mRNA水平;Western blotting法测定NF-κB、NLRP3信号通路和酒精代谢相关蛋白表达情况。2.构建游离脂肪酸联合酒精暴露的小鼠正常肝细胞AML12细胞模型和小鼠单核巨噬细胞J774A.1模型。将细胞分为4组:对照组、酒精(100μM)组、游离脂肪酸(1μM)组、游离脂肪酸酒精联合暴露(游离脂肪酸1 μM+酒精100μM)组。ELISA法检测细胞培养液肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor α,TNF-α)的水平;油红O染色检测细胞脂肪变情况;RT-qPCR技术测定相关因子的mRNA水平;Western blotting测定NF-κB、NLRP3信号通路蛋白表达情况。研究结果1.与普通饲料喂养的两组小鼠相比,高脂喂养的两组小鼠体重和脂肪体重比均明显增加(P<0.05)。与酒精组相比,高脂酒精联合暴露组肝脏有明显脂肪变,血清转氨酶活性、血清和肝组织甘油三酯水平均明显升高(P<0.05),肝脏系数明显下降(P<0.05)。与酒精组相比,高脂酒精联合暴露组小鼠抗炎相关基因mRNA表达水平下降,其中Cd206、Il10表达有明显下降(P<0.05);促炎相关基因mRNA水平上升,其中Ccl2、Il6、Il1b表达有明显增加(P<0.05);NF-κB、NLRP3相关蛋白表达有所增加,其中NF-κB、IKBα、COX-2、pro-Caspase-1、cleaved-Caspase-1 表达有明显增加(P<0.05);酒精代谢相关蛋白表达有明显增加(P<0.05);免疫组化F4/80阳性染色增多。2.游离脂肪酸酒精联合暴露AML12细胞模型结果显示,与酒精组相比,游离脂肪酸酒精联合暴露可引起细胞明显脂肪变,NF-κB、NLRP3相关蛋白表达无明显变化(P>0.05)。3.游离脂肪酸酒精联合暴露J774A.1细胞模型结果显示,与酒精组相比,游离脂肪酸酒精联合暴露可引起细胞明显脂肪变;细胞培养液TNF-α和炎症相关mRNA(Tnfa、Ccl2、Il1b)有明显升高(P<0.05);NF-κB、NLRP3相关蛋白表达有所增加,其中IKBα、P-IKBα、iNOS、cleaved-Caspase-1、pro-Caspase-1、NLRP3 表达增加有统计学意义(P<0.05)。研究结论1.高脂饮食提高酒精的肝毒性,可能与肝脏NF-κB、NLRP3信号传导通路激活有关。2.游离脂肪酸酒精联合暴露后,AML12细胞NF-κB、NLRP3信号通路相关蛋白表达无明显变化,提示高脂饮食增加酒精的肝毒性可能与小鼠肝细胞NF-κB、NLRP3信号通路无关。3.游离脂肪酸酒精联合暴露J774A.1细胞,增加炎性因子分泌,激活NF-κB、NLRP3通路关键分子的表达,提示高脂饮食增加酒精肝毒性可能与巨噬细胞NF-κB、NLRP3信号传导通路有关。
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