MiR-200c-3p靶向调控DUSP1/MAPK信号通路在胃袖状切除术后非酒精性脂肪肝中的作用及机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jhyh001
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目的:肥胖与非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)密切相关。减轻体重是目前被证实治疗NAFLD唯一有效的方式,减重手术对减轻肥胖患者的体重具有无法比拟的优势。然而代谢手术对NAFLD的作用存在争议,且深层次的机制尚不清楚。首先明确健康成年人及肥胖合并NAFLD患者血清中明确hsa-miR-200c-3p与双特异性磷酸酶-1(dual specificity protein phosphatase 1,DUSP1)的差异性表达,再研究腹腔镜下胃袖状切除术(laparoscopic sleeve gastrectomy,LSG)对肥胖合并NAFLD患者术后血清hsa-miR-200c-3p及DUSP1表达的影响;在细胞分子层面通过使用RNA干扰(ribonucleic acid interference,RNAi)技术及构建双荧光素酶基因报告载体来验证hsa-miR-200c-3p与DUSP1的靶向作用关系;最后,动物实验中,明确SG对肥胖合并NAFLD C57BL/6J小鼠体重、肝脂肪肝变性、谷氨酸-丙酮酸转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、三酰甘油(triacylglycerol,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterin,LDL-C)、mmu-miR-200c-3p、DUSP1、磷酸化细胞外调节蛋白激酶1/2(phospho-extracellular regulated protein kinases1/2,p-ERK1/2)、磷酸化c-Jun氨基末端激酶(phospho-c-Jun N-terminal kinases,p-JNK)及磷酸化p38丝裂原活化蛋白激酶(p-p38 mitogen-activated protein kinases,p-p38)的影响;为胃袖状切除术(sleeve gastrectomy,SG)改善NAFLD提供深层次的理论依据,并为NAFLD的诊治寻找新标记物及药物治疗新靶点。研究方法:第一部分,收集健康成年人及接受LSG合并NAFLD患者血清,同时随访接受LSG病人术前、术后1个月、术后3个月、术后6个月BMI、ALT、AST、TG、TC、HDL-C、LDL-C及肝脏彩超等临床及生化指标。通过逆转录-聚合酶链式反应(transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)及酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)法测定其随访时间点处血清hsa-miR-200c-3p及DUSP1表达量的动态改变。第二部分:在细胞分子水平,我们使用hsa-miR-200c-3p mimic及hsa-miR-200c-3p inhibitor、使用H2O2处理Hep G2细胞,运用RT-PCR及蛋白免疫印迹(Western Blot)观察hsa-miR-200c-3p表达变化后其下游蛋白DUSP1的变化。使用进行hsa-miR-200c-3p靶基因的预测,再通过使用双荧光素酶基因报告载体对hsa-miR-200c与DUSP1的靶向调节关系进行验证。第三部分,通过12周的高脂肪饮食(high-fat diet,HFD)喂养C57BL/6J小鼠来进行NAFLD动物模型的构建,分别于空白对照组(control,CON)及NAFLD组小鼠中随机选取1只,进行肝脏组织苏木精-伊红(hematoxylin-eosin staining,HE)及油红O染色。明确造模成功后,将NAFLD小鼠随机分组为非酒精性脂肪肝假手术组(NAFLD+SHAM)、非酒精性脂肪肝袖状胃切除手术组(NAFLD+SG)、非酒精性脂肪肝摄食量限制组(NAFLD+food restriction,NAFLD+FR)。术后6周连续计算各组小鼠摄食量,测量并记录其体重,于术后第6周处死小鼠。收集小鼠内眦静脉血并检测其ALT、AST、TC、TG、HDL-C、LDL-C的表达水平,HE及油红O染色观察肝脏组织形态学改变、采用RT-PCR法测定hsa-miR-200c-3p及DUSP1 m RNA的水平,Western Blot法测定DUSP1、p-ERK1/2、p-JNK及p-p38在各组小鼠肝组织表达的区别。结果:第一部分:1.本研究中所有临床病例围手术期及随访期间内无严重并发症发生。依据术后肝胆脾超声结果,1例病人术后第1个月缓解,4例病人于术后第3个月缓解,1例病人术后第6个月缓解,1例病人随访期间内无改变。2.术前,肥胖合并NAFLD接受LSG组较非NAFLD健康成年人组DUSP1表达量明显下调(p<0.01),术后1个月,DUSP1的表达存在上调趋势(p>0.05),但差异无统计学意义,术后3月时,DUSP1的表达出现统计学意义上调(p<0.05),术后6月时,差异具有统计学意义(p<0.05)。3.术前,肥胖合并NAFLD接受LSG组较非NAFLD健康成年人组血清hsa-miR-200c-3p的表达量明显上调(p<0.001),术后1月时,hsa-miR-200c-3p表达量呈下调趋势(p>0.05),差异无统计学意义,术后3月时,hsa-miR-200c-3p表达量出现统计学意义下调(p<0.01),术后6月时,差异更为明显(p<0.01)。第二部分:我们通过在线生信分析软件发现,DUSP1是miR-200c-3p可能的调控靶基因。在细胞实验中,hsa-miR-200c-3p mimic组DUSP1 m RNA及蛋白表达量均明显下降(p<0.05),而hsa-miR-200c-3p inhibitor组中,DUSP1 m RNA及蛋白表达量呈增高趋势(p<0.01)。细胞被100u M H2O2处理后,hsa-miR-200c-3p mimic及inhibitor组中DUSP1的m RNA及蛋白表达量明显下降(p<0.001),hsa-miR-200c-3p的表达量呈增高趋势(p<0.01),证明hsa-miR-200c-3p可在m RNA水平靶向调控DUSP1的表达。进一步的双荧光素酶基因报告实验证实DUSP1是hsa-miR-200c-3p的靶基因,DUSP1 3’-UTR(untranslated region)存在hsa-miR-200c-3p的靶向调控序列。第三部分:1.NAFLD造模期间无死亡病例。2.手术结果:NAFLD+SG组术后死亡率14%,其他组无死亡小鼠。3.各组小鼠体重变化:术前NAFLD+SG组、NAFLD+SHAM组、NAFLD+FR组小鼠体重均明显高于CON组(p<0.001),术后第6周,NAFLD+SG组与NAFLD+FR组、NAFLD+SHAM组相比,均有明显差异(p<0.01),证明SG减重效果确切。4.术后小鼠TG、TC、ALT、AST、HDL-C、LDL-C的结果:术后6周,NAFLD+SHAM组与CON组相比较,TG、TC、ALT、AST均呈明显升高趋势(p<0.001),HDL-C呈明显降低趋势(p<0.001);NAFLD+SG组与NAFLD+SHAM组、NAFLD+FR组相比较,TG、TC、ALT、AST明显降低(p<0.001),HDL-C明显升高(p<0.01)。5.术后第6周,NAFLD+SG组小鼠HE染色见小泡状脂肪变,NAFLD+SHAM组见片状脂肪变及纤维化,NAFLD+FR组见中央静脉及血窦内炎细胞浸润,而CON组未见脂肪变性。6.术后第6周,NAFLD+SG组小鼠油红O染色背景明显浅淡,NAFLD+SHAM组呈现大范围的红色脂肪滴,蓝色的细胞核难以染出;NAFLD+FR组仍可见明显的点状坏死和肝细胞的脂肪变及嗜酸性变,程度虽较NAFLD+SHAM组略轻,但不如NAFLD+SG组表现明显,而CON组仅见个别细胞内脂肪滴阳性。7.术后第6周,NAFLD+SG组肝组织mmu-miR-200c-3p的表达水平较NAFLD+SHAM组及NAFLD+FR组均有降低(p<0.001)。8.术后第6周,NAFLD+SG组肝组织DUSP1 m RNA及蛋白的表达水平较NAFLD+SHAM组及NAFLD+FR组均有升高(p<0.001)。9.术后第6周,NAFLD+SG组肝组织p-ERK1/2、p-JNK、p-p38表达水平较NAFLD+SHAM组及NAFLD+FR组均有降低(p<0.001)。结论:SG可有效缓解NAFLD,改善肥胖合并NAFLD患者体重,改善血脂、肝功能等指标。miR-200c-3p可于m RNA水平靶向调控DUSP1的表达。SG可通过下调miR-200c-3p来干预DUSP1/MAPK信号通路,进而改善NAFLD。
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