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背景:非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是我国最常见的慢性肝病,但目前尚无特异性药物用于治疗NAFLD。前期研究证实聚乙二醇姜黄素衍生物Curc-mPEG454可显著降低高脂饮食(HFD)喂养小鼠的体重增长值和血清甘油三酯(TG)水平,但尚不清楚Curc-mPEG454调节肝脏脂质与脂肪酸代谢的机制,也不清楚它是否对人肝细胞脂肪变有类似的改善作用。本研究采用生物信息学方法分析Curc-mPEG454治疗后的小鼠肝脏RNA测序数据,以探究Curc-mPEG454是否调节脂质代谢相关的关键基因,并使用体外游离脂肪酸(FFA)诱导的HepG2细胞脂肪变模型来考察Curc-mPEG454对人肝细胞脂肪变的作用及机制。材料与方法:1.RNA测序及差异基因的识别:提取对照组、HFD组、Curc-mPEG454 50mg/kg治疗组的小鼠肝组织RNA,质控合格后送华大基因公司进行RNA测序。采用FPKM法计算基因表达水平,并应用NOISeq方法按差异表达倍数>2、偏离概率值>0.7为显著性标准筛选差异表达基因。2.差异基因GO分析和KEGG分析:使用基于R语言的clusterProfiler软件包对筛选出来的差异基因进行GO生物学功能分析和KEGG通路富集分析,以Padj<0.05为纳入标准。3.细胞模型及分组:用含有10%胎牛血清和抗生素的DMEM培养基培养人肝癌细胞系HepG2细胞,待状态良好时分为四组:正常对照组、FFA模型组、Curc-mPEG454组(12.5μM和25μM)预处理2h后,经FFA造模24h,收集样本进行后续实验。4.细胞内脂质含量检测:分别用油红O染色、细胞内TG含量测定两种方法评估细胞内脂质含量。5.各基因表达水平检测:分别用Real time PCR和Western blot方法检测PPARγ、PPARα、CD36、FABP、FATP、ME1、SCD、ACSL1、CYP4A11、ACOT2、ACOX1、ACADM等基因的mRNA和蛋白表达水平。6.数据统计:所有实验数据均以平均值±标准差(SD)方式表示。多组间的比较通过软件SPSS19.0单因素方差分析和Bonferroni检验分析组间差异。P<0.05则认为存在显著统计学意义。结果:1.差异基因的识别:与对照组相比,HFD共导致1319个基因显著改变,包括638个基因上调,681个基因下调。与HFD组相比,Curc-mPEG454治疗组有511个基因变化明显,包括136个基因上调和375个基因下调。2.GO功能富集分析:HFD引起的生物学改变主要富集在脂肪酸代谢过程,包括50个基因,其中有21个基因主要参与长链脂肪酸代谢,如CD36、FATP4、ACOT、CYP2E1等。Curc-mPEG454治疗引起的基因改变主要富集在脂肪酸代谢过程,包括37个基因如CD36、PPARα、PPARγ、CYP4A10、ACOT、ACADM表达下降,提示脂肪酸摄取和氧化减少。3.KEGG通路分析:HFD和Curc-mPEG454诱导的通路变化中,PPAR信号通路均富集程度较高且差异显著,差异基因主要参与PPAR信号通路中脂质合成(ME1和SCD1)、脂肪酸转运(CD36、FATP和FABP)、脂肪酸氧化(CYP4A10、ACOX1和ACADM)等过程,表明PPAR信号通路在NAFLD进展紧密相关。4.Curc-mPEG454显著改善FFA诱导的HepG2细胞内脂质蓄积:油红O染色结果显示,FFA模型组细胞内红色脂滴显著增多;与FFA组相比,Curc-mPEG454治疗组细胞内脂滴明显减少且脂滴较小,以25μM浓度更明显。细胞内TG含量显示,FFA组细胞内TG含量比对照组显著增高(p<0.01),经过Curc-mPEG454治疗后,12.5μM时TG清除率为19.0%,25μM时TG清除率为27.5%(p<0.05)。5.Curc-mPEG454显著下调PPAR信号通路中脂肪酸摄取、脂质合成相关基因的表达:FFA显著增加了脂肪酸摄取(CD36、FABP、FATP4)、脂质合成(ME1、SCD)、脂肪酸氧化(CYP4A11、ACOX1、ACADM)相关基因mRNA及蛋白水平的表达,而Curc-mPEG454治疗组脂肪酸摄取(CD36、FABP5、FATP2)、脂质合成(ME1、SCD、ACSL1)、脂肪酸氧化(CYP4A11、ACOT2、ACADM)相关基因的表达显著下降。6.Curc-mPEG454显著下调PPAR信号通路中转录因子PPARγ、PPARα的表达:PPARγ主要调控脂肪酸摄取、脂质合成基因的表达,其mRNA及蛋白表达在FFA组升高,在Curc-mPEG454治疗组显著下降(p<0.01);PPARα主要调节脂肪酸氧化相关基因的表达,蛋白表达水平在FFA组无明显变化,在Curc-mPEG454治疗组表达下降。结论:体内外实验证实,Curc-mPEG454可显著改善肝细胞脂肪变,减少细胞内TG蓄积,其机制是通过下调PPARγ及下游脂肪酸代谢关键基因(如CD36、FABP、FATP、ME1、ACSL1),从而减少肝细胞脂肪酸摄取和脂质合成,发挥其抗脂肪变作用。Curc-mPEG454的降脂作用与转录因子PPARα无明显相关。