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目的:代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)是2型糖尿病(T2DM)的常见并发症,其包括单纯脂肪肝、炎症、纤维化、肝硬化直至肝癌多个阶段。目前,T2DM合并MAFLD的病理机制尚未完全阐明,且缺乏有效治疗药物。NLRP3炎性小体激活与线粒体相关内质网膜(MAMs)稳态在T2DM与MAFLD的发展过程中发挥重要作用。本研究以NLRP3炎性小体激活及MAMs调控为关键点,探讨槲皮素对T2DM合并MAFLD的保护效应及作用机制。方法:动物实验:(1)SPF级雄性C57BL/6J小鼠分别喂食高脂饲料(HFD)和正常饲料16周后,HFD组小鼠腹腔注射链脲佐菌素(STZ)建立T2DM合并MAFLD模型。随后将造模成功的小鼠分为T2DM合并MAFLD组(DM)和槲皮素干预组(DM+Qu),同时正常饲料喂养的小鼠分为正常对照组(Con)和槲皮素对照组(Qu)。槲皮素以饲料添加的方式给予(1.5 g槲皮素/kg饲料,相当于100 mg/kg.bw)。所有小鼠继续喂养16周,超声剪切波弹性成像评价肝脏硬度。处死后迅速留取血清、肝脏样本。(2)检测血清谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)水平;油红O染色、苏木素-伊红染色(H&E)和Masson染色观察肝脏脂质沉积、病理改变和胶原沉积;q RT-PCR测定肝组织炎性因子m RNA表达;western blot分析NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β及MFN2蛋白表达水平;免疫荧光共定位观察MFN2的表达与定位;透射电镜(TEM)与邻位连接技术(PLA)评价肝组织中MAMs数量。细胞实验:(1)正常糖(NG,5.5 m M葡萄糖)和高糖(HG,35 m M葡萄糖)培养的人来源肝细胞Hep G2,加入槲皮素或NLRP3炎性小体抑制剂MCC950处理。采用乳酸脱氢酶检测(LDH)和细胞计数(CCK8)评价细胞损伤及细胞活性,western5blot检测NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β和MFN2蛋白表达水平。(2)MFN2小干扰RNA(MFN2 si RNA)处理Hep G2细胞。western blot检测MFN2干扰效率,荧光共定位及线粒体Ca2+探针评价MAMs水平。在此基础上,联合HG及槲皮素处理Hep G2细胞,测定LDH水平、细胞活力及NLRP3、ASC、caspase-1和IL-1β蛋白表达情况,分析MFN2干扰对MAMs数量和HG处理的肝细胞槲皮素保护效应的影响。结果:1.与对照组相比,T2DM-MAFLD小鼠血清转氨酶ALT和AST水平明显升高(P<0.001)。病理切片染色表明T2DM-MAFLD小鼠肝脏出现严重的脂质沉积、结构紊乱及纤维化,且弹性剪切波成像结果表明T2DM-MAFLD小鼠肝脏硬度显著增加(P<0.01),T2DM-MAFLD小鼠模型成立。经槲皮素干预后,T2DM-MAFLD小鼠血清ALT和AST水平降低(P<0.001),组织形态改善,肝脏硬度下降(P<0.05)。同时,HG处理的Hep G2细胞LDH释放增加(P<0.05)、细胞活力下降(P<0.05);槲皮素处理有效减少细胞LDH释放,恢复细胞活力(P<0.05)。2.与对照组相比,T2DM-MAFLD小鼠肝脏炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α和TGF-β的m RNA表达水平显著升高(P<0.05)。并且,T2DM-MAFLD小鼠肝脏和HG处理的Hep G2细胞中NLRP3、ASC、caspase-1和IL-1β蛋白水平显著上升(P<0.05)。槲皮素有效逆转炎性基因及NLRP3相关蛋白的异常表达(P<0.05)。3.与对照组相比,T2DM-MAFLD小鼠肝脏MAMs结构受损,数量明显下降(P<0.001)。与动物结果一致,HG培养的Hep G2细胞MAMs呈减少趋势,同时,体内外结果均显示MAMs关键连接蛋白MFN2在高糖暴露条件下表达水平显著下降(P<0.05)。槲皮素处理有效逆转了高糖诱发的MAMs数量减少(P<0.05)和MFN2蛋白表达抑制(P<0.05)。Hep G2细胞经si MFN2转染后,MAMs数量减少,槲皮素对HG孵育Hep G2细胞MAMs数量的逆转作用被显著削弱,且槲皮素的细胞保护作用受限,显示为LDH释放增加与细胞活力下降(P<0.05),NLRP3、ASC、caspase-1和IL-1β蛋白表达水平上升(P<0.05)。结论:T2DM代谢应激导致肝MAMs结构受损和数量下降,从而刺激NLRP3炎性小体活化,诱导MAFLD合并症的发生。槲皮素可能通过对MAMs-NLRP3通路的调控,有效缓解T2DM诱导的MAFLD病变。