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目的:随着肥胖人群的增多,非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)发病率日益增加。非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)以肝脏脂肪变性同时伴有炎症为主要病理特征,它的发生可以促使NAFLD转向肝硬化、肝癌等恶性结局。然而NASH的具体机制目前尚不十分明确,因此缺乏有效的治疗手段。人白细胞分化抗原36(Cluster of Differentiation36,CD36),又称为脂肪酸转位酶(Fatty acid translocase,FAT),作为重要的脂肪酸转运体介导脂肪酸的转运;同时它属于清道夫受体B类Ⅱ型,可以激活细胞内多种炎症信号通路,参与炎症的发生。大量研究证实CD36在肝脏的异常高表达与NAFLD的病变程度呈正相关,但在CD36缺乏人群和CD36基因敲除小鼠模型中,CD36缺失同样能促进NAFLD发生。本研究旨在探讨CD36缺失促进NASH发生的分子机制,为CD36缺失人群NASH的防治工作提供重要的理论依据。 方法:第一部分:以C57BL/6J为背景的野生型(widetype,WT)小鼠和CD36基因敲除(CD36-/-)小鼠为动物模型,分别给予正常饮食(NCD)和高脂饮食(HFD)喂养。对HepG2细胞和THP-1细胞进行CD36 RNAi处理,或者从WT小鼠和CD36-/-小鼠肝脏分离出的原代 肝细胞和Kupffer细胞,给予棕榈酸PA处理。HE染色了解肝组织炎症程度;油红O染色和甘油三酯(TG)含量检测肝脏组织脂质蓄积情况;天狼猩红染色了解肝脏纤维化程度;实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测炎症因子(肿瘤坏死因子-α,TNF-α;白介素1-β,IL-1β;白介素-6,IL-6)、胶原Ⅰ(CollageⅠ)、胶原Ⅳ(CollageⅣ)的基因表达。 第二部分:利用第一部分中的动物模型和细胞模型,给予WT小鼠和CD36-/-小鼠腹腔注射氯化钆,同时高脂饮食喂养;利用Transwell小室共培养HepG2细胞和THP-1细胞,分别进行CD36 RNAi后给予PA处理。免疫组化染色了解F4/80阳性细胞在肝脏的分布;HE染色了解肝组织炎症程度;天狼猩红染色了解肝脏纤维化程度;油红O染色检测肝脏组织脂质蓄积情况;结晶紫染色了解巨噬细胞迁移情况;RT-PCR检测炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)、趋化因子(单核细胞趋化蛋白-1,MCP-1;巨噬细胞炎性蛋白-1,MIP-1;巨噬细胞炎性蛋白-2,MIP-2)的基因表达。 第三部分:利用前面的动物模型和细胞,给予细胞去乙酰化物酶HDAC抑制剂曲古抑菌素A(trichostatin A,TSA)、HDAC2 RNAi、过氧化氢(H2O2)处理。RT-PCR检测去乙酰化物酶(HDAC1-11)、MCP-1的基因表达情况;利用免疫组化染色了解HDAC2在肝组织和细胞内的分布情况;利用染色质免疫沉淀(ChIP)的方法检测MCP-1启动子区域的组蛋白3(H3)乙酰化水平的变化。 结果:第一部分: CD36-/-小鼠肝脏气球样变性和炎性细胞浸润,纤维化程度,脂质蓄积程度明显多于WT小鼠,炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6和胶原CollageⅠ、CollageⅣ的基因表达明显高于WT小鼠(P<0.05),TG含量明显高于WT小鼠(P<0.05),提示CD36缺失能促进小鼠肝脏NASH的发生。而在体外培养的小鼠原代肝细胞、Kupffer细胞、HepG2细胞和THP-1细胞中,炎症因子的表达在CD36 RNAi或者CD36-/-组均明显低于NC或者WT组(P<0.05),提示CD36缺失能明显减轻体外单独培养的肝细胞或者巨噬细胞中炎症因子的表达。 第二部分:F4/80免疫组化染色提示CD36-/-小鼠肝脏巨噬细胞浸润较WT小鼠明显增加。氯化钆注射后, CD36-/-小鼠肝脏炎症因子表达低于WT小鼠(P<0.05),纤维化程度低于WT小鼠,提示抑制巨噬细胞浸润能有效改善CD36缺失诱发的肝脏炎症和纤维化。体外共培养系统中,HepG2细胞内CD36下调促进THP-1细胞迁移,而THP-1细胞内CD36下调抑制巨噬细胞细胞迁移;共培养中THP-1细胞数量增加能明显增加HepG2细胞中炎症因子表达(P<0.05)。上述结果提示肝细胞中CD36缺失能诱发巨噬细胞浸润,而巨噬细胞浸润增加能反作用于肝细胞而促进炎症的发生。进一步检测趋化因子发现,MCP-1在氯化钆注射后的CD36-/-小鼠肝脏以及CD36 RNAi HepG2细胞中表达明显增加(P<0.05),在CD36 RNAi THP-1细胞中下降(P<0.05),而其他趋化因子MIP-1、MIP-2表达在氯化钆注射后的CD36-/-小鼠肝脏, CD36 RNAi HepG2细胞以及 CD36 RNAi THP-1细胞中表达下降(P<0.05)。上述结果提示CD36缺失促进肝细胞中MCP-1表达增加,是诱发巨噬细胞浸润的主要原因。 第三部分:ChIP实验提示,HepG2细胞中CD36 RNAi可以增加MCP-1启动子区域的H3乙酰化,而THP-1细胞中CD36 RNAi降低MCP-1启动子区域的H3乙酰化。免疫组化染色提示,HDAC2在WT小鼠肝细胞和HepG2细胞核内表达丰富,CD36缺失能明显抑制肝细胞核内HDAC2的表达但在CD36-/-小鼠肝细胞和CD36 RNAi HepG2细胞核内表达明显减少;但HDAC2在小鼠非实质细胞、Kupffer细胞、THP-1细胞核内表达极少,CD36缺失不影响巨噬细胞中HDAC2表达。TSA处理或HDAC2 RNAi能明显上调HepG2细胞中MCP-1基因表达(P<0.05),但对THP-1细胞中MCP-1基因表达没有影响,提示HDAC2可以调控肝细胞内MCP-1表达而不能调控巨噬细胞中的MCP-1表达。综上所述,肝细胞中CD36缺失能通过抑制核内HDAC2表达上调MCP-1启动子区域组蛋白的乙酰化水平,从而增加MCP-1基因的表达;而巨噬细胞内由于HDAC2表达不如肝细胞丰富,CD36缺失不能通过HDAC2途径调控MCP-1基因的表达。 HDAC活性与ROS密切相关,CD36缺失可以减少肝组织和肝细胞内H2O2和ROS水平(P<0.05)。小剂量补充H2O2可以恢复CD36 RNAi HepG2细胞中HDAC2表达、降低MCP-1启动子区域H3乙酰化水平、减少MCP-1基因表达的增加(P<0.05),提示肝细胞内CD36缺失通过减少ROS产量来抑制核内HDAC2表达,从而促进MCP-1基因表达。 结论: 1.CD36缺失能明显促进小鼠肝脏NASH的发生。 2.肝细胞中MCP-1表达增加诱发肝脏巨噬细胞浸润增多,是CD36缺失促进NASH发生的根本原因。 3.肝细胞CD36缺失可以通过减少细胞内ROS产量,抑制核内HDAC2表达,促进MCP-1基因转录增加,从而诱发巨噬细胞迁移和肝脏炎症。