目的:ABC转运蛋白(ATP binding cassette transporter)是一组跨膜蛋白,以ATP为能源介导脂类、氨基酸、多肽、糖类、离子等多种物质的跨膜转运。ABCA6是ABCA亚家族成员,在组织中广泛表达,以肝脏中含量最高。文献报道ABCA6 mRNA在巨噬细胞分化过程中表达升高,并且在Ac-LDL刺激后明显下降,提示ABCA6可能参与维持细胞的胆固醇平衡,但具体的生物学功能尚不清楚。我们课题组在以往的研究中发现,禁食可上调小鼠肝脏ABCA6的表达。通过免疫组化检测,我们发现ABCA6分布于肝细胞的胞质内,并集中于胞核的一侧,很可能定位于反式高尔基体。在本研究中,我们分别观察了禁食和高脂饮食条件下,ABCA6基因缺失对小鼠代谢的影响,初步探讨了 ABCA6在肝脏物质代谢中的作用。方法:通过TSE动物代谢测量分析系统,分别监测ABCA6KO小鼠与WT小鼠在进食和禁食状态下活动、呼吸商、耗氧量等代谢指标。检测禁食Oh、8h、12h后ABCA6KO小鼠与WT小鼠血糖、血清中酮体和游离脂肪酸水平,并测定肝糖原含量。通过real-time PCR检测进食状态下及禁食不同时间后小鼠肝脏脂肪酸氧化相关基因的表达。给予ABCA6 KO小鼠与WT小鼠高脂饮食6周,观测小鼠的体重变化,收集两组小鼠肾周和性腺周脂肪组织并称重,进行葡萄糖耐受、胰岛素耐受、丙酮酸耐受实验。检测血清中总胆固醇、甘油三酯、酮体、谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)等生化指标的水平。收集小鼠肝脏组织,进行HE染色和油红O染色,观察细胞形态和肝脏脂肪沉积情况。通过real-time PCR检测肝脏中脂肪酸氧化、脂肪酸生成及糖异生相关基因的表达水平。利用HPLC检测小鼠肝脏的脂肪酸组成。结果:在进食状态下,ABCA6 KO小鼠的CO2产生量、O2消耗量、体温、产热等均低于WT小鼠;ABCA6 KO小鼠的呼吸商在白天时段明显高于WT小鼠,在夜间无明显差别;ABCA6 KO小鼠进食量大于WT小鼠;两组小鼠的自发活动没有明显的差别。禁食后0—6h内,ABCA6 KO小鼠的呼吸商明显高于WT小鼠,但此后则与WT小鼠无明显差别。在进食状态下,ABCA6 KO小鼠肝糖原含量明显低于WT小鼠。禁食初期,与WT小鼠相比,ABCA6 KO血糖降低,血清中酮体低于WT小鼠。延长禁食时间后,两种小鼠的代谢变化趋于一致。在进食时,和对照相比,ABCA6 KO小鼠肝脏中参与脂肪酸转运的基因CD36、ACBP mRNA明显增加;参与过氧化物酶体脂肪酸β-氧化的基因HSD17BS、TLA mRNA表达升高;参与微粒体脂肪酸ω-氧化的基因CYP2E1 mRNA表达增加;参与线粒体脂肪酸β-氧化的基因,如CPT1、PDK4、LCAD等无明显变化;糖异生相关基因PCK、PGC1α、G6Pase及脂质合成基因FAS均没有明显变化。禁食8h后,和WT小鼠相比,ABCA6 KO小鼠肝脏中参与微粒体ω-氧化的基因CYP2E1、CYP4A10表达升高,抑制线粒体β-氧化的ACC2表达降低,脂质合成基因FAS表达降低。高脂饮食喂养6周,ABCA6 KO小鼠体重增长速率、肾周脂肪重量/体重、性腺周脂肪重量/体重显著高于WT小鼠。通过HE及油红O染色可以观察到,ABCA6 KO敲除小鼠肝脏脂肪大量沉积,肝脏中甘油三酯升高。高脂饮食喂养下,ABCA6 KO小鼠血糖增高,对胰岛素的敏感性下降。两组小鼠血清中总胆固醇,酮体,谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)无差异。和WT小鼠相比,ABCA6 KO小鼠脂质合成基因MGAT mRNA水平显著上升;糖异生相关基因PGC1α下降,脂肪酸氧化相关基因UCP2、PDK4、CPT1、PPARα均降低。两组小鼠肝脏脂肪酸成分无明显差异。结论:ABCA6 KO小鼠存在脂肪酸氧化障碍。在食物充足、脂肪酸氧化水平较低时,ABCA6 KO小鼠肝细胞通过增加脂肪酸转运、增强微粒体和过氧化物酶体的脂肪酸氧化进行代偿。当饥饿或禁食等促使脂肪酸氧化增强时,ABCA6 KO小鼠表现出由糖氧化供能转变为脂肪酸氧化供能的能力障碍。随着时间的延长,机体对ABCA6的缺失所引起的脂肪酸氧化障碍可以进行完全代偿。高脂饮食喂养下,ABCA6 KO体重增长比WT小鼠更快,肝脏中脂质堆积更明显,糖耐量受损。我们的研究提示,ABCA6转运蛋白可能参与脂肪酸氧化中间产物的转运,在脂肪酸氧化快速增强的过程中有重要作用。