胆固醇诱导的大鼠小肠细胞UPR及其与酰基辅酶A:胆固醇酰基转移酶ACAT2关系的研究

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高胆固醇血症是动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)的重要危险因素。体内胆固醇的稳态平衡主要受:(1)机体自身合成途径。(2)食物胆固醇的吸收。(3)胆汁酸的清除与排泄三条途径的调节,其中机体自身合成与胆固醇的清除与排泄两条途径已经阐明的比较清楚,但是调控胆固醇吸收的机制,目前还知之甚少。据文献报道,进入肠细胞的胆固醇能在酰基辅酶A:胆固醇酰基转移酶2(Acyl-Coenzyme A Cholesterol Acyltransferase,ACAT2)的作用下形成胆固醇酯,并与 apoB48组装形成乳糜微粒,经淋巴进入血液。已有文献报道,acat2基因敲除的小鼠中胆固醇吸收显著减少,证明acat2在调节胆固醇的吸收中有重要作用。UPR(unfolded protein response,未折叠蛋白反应)是细胞内的重要应激机制。当细胞受到不利因素的影响如葡萄糖饥饿、蛋白质的糖基化抑制剂衣霉素(tunicamycin,Tm)或Ca2+-ATP酶拮抗剂毒胡萝卜素(thapsigargin,Tg)时,将导致未折叠或错误折叠蛋白质在内质网(endoplasmic reticulum,ER)内堆积使细胞产生应激并激活UPR信号转导通路。哺乳动物细胞中UPR有三条通路,分别以位于ER膜上的三个跨膜蛋白IRE1(Inositol requiring-1),ATF6(Activating transcription factor-6)及PERK(PER-like ER kinase)为感受器,其特点是以BIP为代表的分子伴侣的表达水平上调及以XBP1(S)、ATF6、ATF4为代表的转录因子的激活。值得注意的是ATF6能作用于xbp1启动子上调其mRNA的表达,而IRE1 C端有独特的激酶和核酸内切酶活性,能剪切掉xbp1 mRNA中间的26个碱基,导致框移,翻译出有强活性的转录因子。UPR的最终效应是:1)增强分子伴侣的表达以促进蛋白质的正确折叠。2)磷酸化真核起始因子,减少需要折叠的蛋白质量以减轻ER负荷。3) 促进蛋白质降解。已有研究证明巨噬细胞中游离胆固醇的负载可引起UPR,在食物胆固醇的吸收中,肠细胞是否受高胆固醇的作用发生UPR?UPR信号通路对胆固醇的吸收、代谢又有哪些影响呢? 本实验以5%胆固醇饲料和无胆固醇饲料喂养SD大鼠12h,24h,36h,取其小肠粘膜上皮细胞,应用RT-PCR检测方法,观察高胆固醇饮食对肠粘膜细胞酰基辅酶A:胆固醇酰基转移酶acat2,UPR效应分子bip及UPR标志性基因xbp1表达的影响。观察到,随着时间的延长,acat2,bip,xbp1表达均上调,并且均高于对照组的表达量。 实验结果表明:高胆固醇饲料饲喂的大鼠小肠粘膜细胞中xbp1、bip及acat2表达上调,推测胆固醇能激活小肠粘膜细胞内UPR信号传导通路,并通过UPR中ATF6途径对acat2的表达进行调节,从而影响胆固醇在肠细胞中的酯化吸收以及肝细胞中的代谢。
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