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客观的受损的肝脏脂肪酸氧化导致脂质积累和氧化还原平衡,促进脂肪肝疾病和胰岛素抵抗的发展。然而,潜在的致病机制了解甚少。Kruppel-like因素16 (KLF16)是一个转录因子在肝脏。我们探索和通过什么机制KLF16是否会影响肝脂质分解代谢改善hepatosteatosis和胰岛素抵抗。
设计KLF16表达决心非酒精脂肪肝患者(NAFLD)和小鼠模型。KLF16调节脂质代谢的作用研究使用hepatocyte-specific KLF16-deficient高脂肪饮食的老鼠(HFD)或使用一个腺病毒、腺相关病毒改变KLF16表达小鼠原发性肝细胞(英里/小时)和体内的肝脏。RNA-seq,荧光素酶报告基因分析和芯片分析,探索相关的分子机制。
结果KLF16表达式在非酒精性脂肪肝患者,减少小鼠模型和油酸和棕榈酸(OA和PA) cochallenged肝细胞。肝KLF16淘汰赛脂肪酸氧化障碍,加重线粒体压力,ROS负担,促进肝脂肪变性和胰岛素抵抗。相反,KLF16过度降低脂质沉积和提高胰岛素抵抗通过直接绑定的启动子过氧物酶体proliferator-activated受体α(PPARα)加速脂肪酸氧化和线粒体压力减弱,氧化应激db / db和HFD老鼠。缺PPARαKLF16-evoked保护作用对减少脂质沉积在英里每小时。Hepatic-specific PPARα超表达有效拯救KLF16 deficiency-induced肝脂肪变性,改变氧化还原平衡和胰岛素抵抗。
结论这些发现证明直接KLF16-PPARα通路密切联系肝脂质稳态和氧化还原平衡,其功能障碍促进胰岛素抵抗和肝脏脂肪变性。
- 脂质代谢
- 脂肪肝
- 非酒精性脂肪肝炎
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本研究的意义
已知在这个问题上是什么?
肝脂肪变性,这源于脂质代谢紊乱和功能障碍的特点是肝脂肪酸氧化导致过度异位脂肪沉积和改变细胞内氧化还原平衡,代表非酒精脂肪肝的最大风险因素(NAFLD)和胰岛素抵抗在哺乳动物。
然而,潜在的分子机制的细节仍不清楚,因此,治疗方法仍是不够的。
在肝脏,Kruppel-like因子16 (KLF16)是一个丰富的转录因子,参与antitumorigenicity和内分泌体内平衡。然而,KLF16肝脏脂质代谢和胰岛素抵抗的函数仍然是未定义的。
本研究的意义
有什么新发现吗?
有趣的是,非酒精性脂肪肝患者肝KLF16表达显著降低和小鼠模型,并减少KLF16病因与基因的抑制脂肪酸氧化和肝脂肪变性的发展。
的hepatocytes-specific KLF16基因敲除小鼠迅速发展肝脂肪变性和胰岛素抵抗,由于功能失调的脂质分解代谢。KLF16缺乏线粒体压力,导致严重的氧化还原平衡和炎症。
相反,hepatic-specific KLF16超表达有效减弱肝脂肪变性和胰岛素抵抗,同时提高肝线粒体功能和减轻活性氧和HFD炎性应激小鼠和负担db / db老鼠。
KLF16对细胞脂质分解代谢的影响通过直接绑定到GGGGCCCG元素映射在过氧物酶体proliferator-activated受体α(PPARα)基因启动子(从435个基点−−426 bp)和激活PPARα基因转录。恢复PPARα表达式并恢复肝脂肪变性和胰岛素抵抗引起KLF16缺乏症。
它会如何影响临床实践在可预见的未来吗?
受损的脂肪酸氧化作为一个主要风险因素的肝脂肪积累和胰岛素抵抗。我们目前的研究结果证明KLF16至关重要的促进肝脂质分解代谢和胰岛素敏感性PPARα-dependent的方式。针对小说的KLF16-PPARα途径提供了分子证据治疗非酒精性脂肪肝的治疗方法。
介绍
一个协调良好的脂质代谢,包括脂肪酸氧化、脂肪生成,和脂蛋白吸收和分泌,使哺乳动物在健康条件。1脂肪酸的异位overaccumulation驱动器的发展高度普遍的代谢疾病,像hyperlipidaemia、糖尿病和非酒精脂肪肝(NAFLD)。2大约15% -80%的正常和肥胖个体显示肝脂肪变性的早期表现由于高脂肪饮食(HFD)或过度饮酒。3虽然严重能源体内平衡、炎症和氧化还原平衡与肝脏脂肪变性恶化,底层逐渐恶化的非酒精性脂肪肝的病因机制仍不完全清楚。
在非酒精性脂肪肝患者,一个受损的脂肪酸氧化的特点是过度沉积在肝细胞甘油三酯(TGs)。随后出现胰岛素抵抗,炎症和氧化应激加剧NAFLD表型和驱动进步非酒精性脂肪肝、肝纤维化、肝硬化,甚至肝癌。4个5因此,提出了恢复脂肪酸氧化是一种有效的策略来预防非酒精性脂肪肝。6过氧物酶体转录因子proliferator-activated受体α(PPARα)是肝脂质稳态的主要监管机构。在生理条件下,PPARα药物或基因激活基因的表达增加参与线粒体和微粒体脂肪酸氧化,促进糖质新生和乙酰辅酶a的合成提供所需的ATP和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。7持久PPARα催化剂可以促进肝脏的酶和线粒体脂肪酸氧化和用于治疗非酒精性脂肪肝临床设置。8 - 10相反,PPARα不足导致线粒体功能障碍和倾向的老鼠hyperketonaemia hyperglycaemic症状。11PPARα基因敲除小鼠表现出明显的活性氧(ROS)生成HFD当美联储。12因此,针对PPARα可能是一种有效的非酒精性脂肪肝的治疗策略。
Kruppel-like因素16 (KLF16)组成的Cys2 / His2锌指dna结合蛋白,属于一个家族转录因子富含GT-binding或GC-binding网站。KLF16坐标多种生物过程包括增长,细胞代谢和细胞死亡。13日14KLF家族的重要成员,KLF16拥有一个共同的基本转录元件结合蛋白KLF集团与生殖内分泌学和同事通过沉默特异性蛋白(Sp) / KLF网站。15然而,迄今为止,KLF16的作用在肝脏脂质代谢和胰岛素反应没有调查。
材料和方法
病人组织准备
肝脏样本取自66活检患者胆囊炎和术前测试在广州中医药大学第一附属医院。书面知情同意了从每个患者纳入研究。病毒和酒精性肝炎是排除在这项研究。没有一个病人的治疗脂质/降糖治疗。样本分为正常组和非酒精性脂肪肝组基于标准的组织学分类(非酒精性脂肪肝活动评分(NAS))和肝脏病理学。
耐量试验
小鼠腹腔内注射(i.p)注射葡萄糖(1 - 2克/公斤)或丙酮酸钠(1 - 1.5克/千克)后16小时禁食。胰岛素耐量试验,小鼠腹腔注射胰岛素(0.5 - -0.75 U /公斤)后6小时禁食。从尾静脉血糖水平分别测量使用葡萄糖监测(OneTouch超;待命EZII中国)在0 15、30、45、60、90和120分钟。
细胞培养
老鼠主要肝细胞(英里/小时)隔绝雄性C57BL / 6 j小鼠肝脏,PPARα−−/老鼠或Klf16铝青铜/−−老鼠(8周)如前所报道。简而言之,肝细胞被注入0.5毫克/毫升孤立型胶原酶(σ)下腔静脉麻醉后老鼠。台盼蓝染料被用来检测细胞活性(70%或以上)。然后,英里rpmi - 1640年培养介质含10%胎牛serun的边后卫,100单位/毫升青霉素和链霉素0.1毫克/毫升。英里感染Ad-Gfp, Ad-Klf16、Ad-shLuci Ad-shKlf16或Ad-Pparα24小时,媒介取代油酸和棕榈酸(OA和PA)包含新鲜培养基为另一个24小时。抑制PPARα,英里每小时处理GW6471(10µM MedChemExpress)。细胞被收集进行进一步分析。
染色质免疫沉淀反应(芯片)的测定
肝脏样本表示老鼠细胞溶解和收集。芯片分析是通过使用EZ芯片染色质免疫沉淀反应工具包(细胞信号技术,丹弗斯,美国),遵循制造商的指示。protein-DNA复合物与小鼠免疫球蛋白抗体免疫沉淀反应(控制)或anti-KLF16抗体。启动子区域PPARα由PCR和qPCR放大,使用引物:F: CACTGCCGTCCAGGGGGTGT;R: CCCTGCGGGGTCCCGCGGCG。
脂肪酸氧化化验
Adenovirus-infected英里孵化了0.4µCi /毫升(10 - 93H]油酸(PerkinElmer生命科学)和100µM未标记的油酸(共轭与牛血清白蛋白(BSA)在Krebs-Ringer缓冲区(119毫米氯化钠,氯化钾5毫米,2毫米CaCl2,2.6毫米MgSO4,24.6毫米NaHCO3,2.6毫米KH2阿宝4,消息灵通的10毫米,pH值7.4)为1小时37°C。上层清液收集和孵化1.3高氯酸。所有样品都是下一个离心机在16岁000 g×10分钟。上层清液中和了2 M KOH, 0.6拖把。闪烁液(3毫升)当时说,和3H]放射性测量。
活性氧的检测
英里每小时,播种在six-well盘子和视为之前,与DCFH-DA孵化(5µM)在37°C 0.5小时,避免光。与PBS细胞冲洗三次,荧光发射使用荧光显微镜检测。对于肝ROS分析,老鼠注射DCFH-DA(10毫米)通过尾静脉前1小时牺牲,和明年他们的肝脏被收集。贝特ROS水平评估使用技术LB983 NC100。
透射电子显微镜法
新鲜肝脏(1毫米3)或英里收集和固定超过2小时在2%多聚甲醛和2.5%戊二醛溶液和下冲洗三次0.1 PBS。标本固定在1%锇酸,通过丙酮脱水第一梯度(50%、70%和90%),下一个三次100%丙酮最后浸泡和嵌入在环氧树脂812环氧树脂。Semithin部分被切Reichert超微切片机,下一个块激光定位。超薄部分是沾染了柠檬酸铅和醋酸铀。肝细胞的超微结构的形态学特征和线粒体透射电子显微镜下进行评估。
分析方法和化学物质
TGs的血清浓度、总胆固醇(TC)、丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸aminotransaminase (AST)测定使用一个自动化的君主设备(科技园区、广州、中国)。肝TGs和胆固醇使用比色测定诊断工具包(Applygen技术公司,北京)。血清胰岛素浓度是衡量ELISA (Mercodia,乌普萨拉,瑞典)。血清酮体ELISA测定(研发系统,明尼阿波利斯,美国)。青霉素、链霉素、OA、PA和二甲亚砜(DMSO)购买的σ。
统计分析
所有的结果意味着±sem。棱镜软件(V.7.00 GraphPad软件公司)被用来评估统计学意义两组之间通过学生的学习任务和单向方差分析(方差分析)其次是事后图基测试多个组比较。体重和宽容的曲线测试使用重复测量双向方差分析进行分析。一个p值< 0.05被认为是重要的。
结果
肝KLF16表达式是减少肝脂肪变性
评估基因在肝脂肪变性,我们执行mRNA分析野生型老鼠的肝脏食物饮食和HFD,以及db /米和db / db老鼠。有趣的是,KLF16表达显著下降db / db和HFD老鼠(图1 a和B),空腹和重新喂料周期,促进脂质动态,显著改变KLF16表达式(图1 b和在线补充图1)。符合这一发现,KLF16蛋白质含量低于非酒精性脂肪肝患者在控制,和一个OA和PA cochallenge显著降低KLF16表达式在英里和HepG2细胞(图1 c和在线补充figure1B, C)。免疫荧光分析证实了减少核KLF16蛋白质在英里OA和PA治疗(图1 d)。此外,forskolin治疗减少KLF16英里和HepG2细胞表达,而胰岛素的存在增加了KLF16水平,暗示KLF16感觉这些荷尔蒙(的一个关键能力图1 e, F)。
肝KLF16缺乏加剧肝脂肪变性,增加胰岛素抵抗
探讨KLF16对肝脂肪变性的影响和相关代谢紊乱,我们生成hepatic-specific KLF16基因敲除小鼠(KLF16铝青铜/−−)(在线补充图2)。肝KLF16删除没有改变小鼠的体重在食物的饮食,而肝脏重量/体重的比率值增加(图2一个和在线补充图2 b)。按照这个,血清和肝TGs KLF16增加铝青铜/−−老鼠,他走时,油红O染色也证明了发生严重的脂质积累在同一个老鼠(图2 b和图2 c在线补充)。相反,TC含量没有影响(图2 c在线补充)。此外,我们发现KLF16赤字显著增加脂肪酸合成相关基因的表达和抑制的基因参与脂类分解和脂肪酸氧化,尤其是PPARα及其目标基因(图2 c, D)。
有趣的是,肝KLF16删除也增加了空腹血糖和胰岛素水平(在线补充图2 d)。KLF16赤字葡萄糖耐量,丙酮酸宽容和胰岛素敏感性,以及一个高架gluconeogenesis-related基因的表达(PEPCK和G6Pase)(图2 e和在线补充图2 e, F)。此外,西方免疫印迹分析揭示了一种蛋白激酶的磷酸化和减少GSK3β,表明胰岛素信号在KLF16深深阻碍了铝青铜/−−老鼠(图2 f)。
此外,脂质代谢受损的肝线粒体的功能障碍在KLF16体内平衡铝青铜/−−老鼠,揭示了降低线粒体数量和线粒体超微结构改变(在线补充图2 g, H)。这些结果在一连串的基因的表达减少参与氧化反应和增加活性氧的生产(在线补充图2 i, J)。此外,肝脏炎症基因的表达调节由于KLF16击倒,这促进了肝脂肪变性和胰岛素抵抗的发展(在线补充图2 k)。总的来说,这些数据显示,KLF16缺乏肝脂质和糖代谢受损,导致肝脂肪变性,提高了小鼠的胰岛素抵抗。
KLF16过度减轻肝脂肪变性db / db和HFD老鼠
我们进一步建立hepatocyte-specific KLF16-overexpressing小鼠模型通过尾静脉注射肝细胞KLF16 AAV-Klf16确认功能的肝脂肪变性和相关的代谢紊乱。AAV-Klf16注入显著增加hepatic-specific KLF16超表达db / db老鼠,共存与脂肪酸氧化的调节相关基因的表达,而脂肪生成的基因表达式并没有改变(图3 a, B和在线补充图3)。KLF16超表达没有改变体重但减少肝脏重量/体重比价值db / db老鼠(图3 c和在线补充图3 b)。此外,AAV-Klf16-infected老鼠表现出更高层次的脂肪酸氧化,使普通循环水平升高的酮体(图3 d)。这有助于降低肝脏脂质沉积db / db老鼠和也TGs水平降低,而TC水平并没有改变(图3 e和图3 c在线补充)。
此外,KLF16超表达有效降低空腹血糖和胰岛素水平(在线补充图3 d)。因此,KLF17超表达肝细胞改善葡萄糖耐量,丙酮酸宽容和胰岛素敏感性db / db老鼠和帮助抑制gluconeogenesis-related基因和胰岛素信号的恢复(图3 f, G和在线补充图3 e, F)。
同时,KLF16超表达改善肝脏功能db / db老鼠,如图所示的ALT和AST水平下降(图3 g网络补充)。此外,肝组织的电镜照片证实了改进的线粒体生物起源和超微结构特征(我在线补充图3 h,),这两个可能有助于减少肝ROS和上调基因的表达参与氧化应激(在线补充图3 jk)。最后,KLF16超表达有效的炎症基因的表达下调db / db老鼠,这有助于减弱肝脏脂肪变性(在线补充图3 l)。
相应的结果HFD老鼠。AAV-Klf16感染增加hepatic-specific KLF16表达HFD老鼠和调节基因的表达参与脂肪酸氧化(图4一和在线补充图4)。KLF16超表达改变不了体重,但降低了肝脏重量/体重比价值HFD老鼠(在线补充图4 b, C)。同样,AAV-Klf16-infected HFD老鼠显示改善非酒精性脂肪肝表型所证实的肝脂质沉积和TGs水平降低(图4 b和在线补充图4 d)。此外,KLF16过度降低血清ALT和AST水平,建议改善肝脏功能HFD老鼠(在线补充图4 e)。值得注意的是,AAV-Klf16-infected HFD老鼠表现出降低空腹血糖和胰岛素水平(在线补充图4 f)。此外,KLF16超表达显著改善了HFD-induced葡萄糖耐受不良,丙酮酸不宽容和胰岛素抵抗,就连同gluconeogenesis-related基因的抑制和调节胰岛素信号(图4 c, D和图4 g网络补充)。此外,KLF16超表达也增加了数字和改善HFD小鼠肝线粒体的超微结构特征(图4 e, F)。这大大减轻否则HFD-induced肝ROS生产过剩和改变在氧化应激相关基因的表达图4 g和H)。最后,KLF16过度抑制炎症基因HFD小鼠的肝脏,帮助改善肝脏脂肪变性(在线补充图4 h)。
KLF16 PPARα-dependent的方式调节肝脏脂质代谢
系统探索的机制KLF16影响肝脏代谢,RNAseq数据Ad-Klf16感染C57BL / 6 j小鼠肝脏样本进行分析。他们以不同的方式显示,2545个基因表达,1229个基因调节和1313个基因表达下调(图5一个)。Kegg路径分析表明,KLF16超表达显著改变肝脂肪酸代谢和PPAR信号通路(图5 b),因为它高度诱导PPARα及其目标基因,表明潜在的KLF16-evoked中介影响PPARα(图5 c)。我们进一步进行荧光素酶化验使用记者构造(pPPARα1299−pPPARα866−pPPARαpPPARα−577−220)在HepG2细胞。我们的研究结果显示,KLF16 pPPARα转录活动的增加1299−pPPARαpPPARα−866−577,而刺激效应消失在启动子区域进一步截断−220个基点(图5 d,左面板),暗示KLF16结合位点位于从577个基点−−221个基点。突变的435 /−−426元网站显著减少PPARαKLF16-mediated激活(图5 d,右面板)。此外,入住率的KLF16 PPARα发起人使用芯片分析证实,和我们ChIP-qPCR数据还显示减少KLF16浓缩HFD PPARα启动子片段的老鼠(图5 e, F)。在英里每小时,KLF16过度增加脂肪酸氧化和脂质沉积降低了移植PPARα及其目标基因(图6 a - c和在线补充图5)。相反,沉默KLF16引起相反的效果(图6 d-f和在线补充图5 b),从而暗示KLF16之间高度相关函数和PPARα-mediated脂肪酸氧化。进一步验证的关键作用PPARα调解KLF16-induced保护作用,我们对野生型与GW6471英里每小时,其次是Ad-Klf16感染和OA和PA治疗另一个24小时。符合我们的假设,PPARα药物抑制显著减少KLF16-evoked保护作用与脂质沉积,如图所示的不变油红O-stained血脂水平和细胞TGs内容(图6克)。非常类似的,KLF16过度不改变电脑耗材和PA诱导脂质积累的PPARα-deficient英里从PPARα孤立−−/老鼠(图6 h)。
PPARα过度减毒KLF16 deficiency-induced肝脂肪变性
进一步确认的重要性作用在调节KLF16-induced PPARα保护作用。英里从KLF16分离铝青铜/−−老鼠感染Ad-Pparα。正如所料,Ad-Pparα感染诱导的重要upregulation PPARα英里和肝脏(在线补充图6)。此外,PPARα超表达有效拯救KLF16赤字所导致的脂质积累在英里每小时(图7 a, B)。
我们也Ad-Pparα注入KLF16铝青铜/−−老鼠在HFD确认PPARα调解KLF16-induced影响的能力。Ad-Pparα感染显著刺激肝PPARα及其目标基因的表达(图7 c和在线补充图6 b)。Ad-Pparα-infected KLF16铝青铜/−−老鼠显示减少体重和肝脏重量/体重比率值(在线补充图6 c, D)。此外,PPARα超表达有效减少TGs水平和肝脏脂质积累HFD KLF16铝青铜/−−老鼠(图7 d, E)。然而,肝TCs内容只有轻微下降(图7 d)。值得注意的是,PPARα过度获救HFD-induced KLF16线粒体功能障碍铝青铜/−−证明的一样,老鼠数量的增加和改善线粒体的超微结构特征(在线补充图6 e)。这些变化显著降低肝ROS生产过剩和炎症基因海拔HFD KLF16铝青铜/−−老鼠(在线补充图6 f, G)。PPARα超表达有效KLF16 ALT和AST水平下降铝青铜/−−老鼠HFD,表示一种改进肝函数(在线补充图6 h)。更重要的是,PPARα超表达显著提高KLF16葡萄糖代谢障碍铝青铜/−−老鼠HFD,如图所示,降低空腹血糖和胰岛素水平(我在线补充图6)。的PPARαoverexpression-mediated复苏的胰岛素信号改善葡萄糖耐受不良,丙酮酸不宽容和降低胰岛素抵抗(图7 f和G)。总之,这些数据表明PPARα扮演着重要的角色在调解几KLF16-induced保护作用。
KLF16保持细胞内的氧化还原平衡PPARα-dependent的方式
先前的研究表明,一个过度的脂肪酸积累驱动器ROS生产过剩,促进非酒精性脂肪肝进展。16日17因此,我们调查KLF16影响细胞内氧化还原系统。正如所料,KLF16超表达有效升高线粒体生物起源和促进线粒体分裂在英里OA和PA治疗(图8 a, B)。此外,KLF16超表达也显著调节基因发挥抗氧化作用,例如,Nrf2,SOD2和HO1(图8 c)。这导致了一个了不起的OA和PA引起活性氧产量减少,从而提高英里/小时的氧化还原平衡障碍(在线补充图7)。相反,KLF16删除线粒体数量减少,同时增加英里对OA和PA治疗敏感,深深线粒体超微结构的改变显示的功能(图8 d, E)。KLF16 OA和PA治疗后不足导致活性氧过剩由于抗氧化基因抑制(图8 f和在线补充图7 b)。符合我们上面发现,PPARα在调解中扮演着关键角色KLF16保护作用的细胞内氧化还原不平衡。PPARα超表达有效改善OA和PA诱导活性氧过剩KLF16-deficient英里每小时,同时恢复基因的表达参与脂肪酸氧化(图8 g)。然而,KLF16过度未能提高OA和PA诱导氧化还原平衡障碍在英里PPARα基因删除后,显示的持续加剧ROS水平(图8 h)。这些数据显示的存在KLF16-PPARα依赖合作保持细胞内氧化还原内稳态,从而影响肝脂质代谢。
肝KLF16删除增加老鼠对乙醇喂养
先前的研究显示,受损肝脏脂肪酸氧化也会导致酒精诱发脂肪肝的发展,酒精性肝炎、肝硬化。18 19因此,我们使用这些小鼠作为模型来进一步确认KLF16-PPARα轴对肝脂肪酸氧化的影响。有趣的是,乙醇喂养明显抑制肝KLF16表达和降低KLF16浓缩PPARα启动子(图9 a, B和在线补充图8)。KLF16铝青铜/−−老鼠在乙醇显示严重肝脂质积累和更有力的肝脏(图9 c, D)。此外,肝TGs KLF16水平迅速上升铝青铜/−−乙醇饮食的老鼠(图9 e)。KLF16缺失也导致增加的血清ALT和AST水平,以及一个提示upregulation乙醇饮食喂养后肝脏炎症基因(在线补充图8 b, C)。符合我们之前发现,KLF16删除加剧饮酒导致的基因参与脂肪酸氧化的抑制(图9 f)。此外,线粒体功能障碍和氧化还原平衡变得不可逆转,如图所示的严重融合在这些小鼠线粒体活性氧的生产过剩(在线补充图8 d, E)。
总之,这些数据表明,KLF16直接绑定PPARα发起人必须保持健康hepatocytic细胞内环境和抵御非酒精性脂肪肝或通过恢复受损的饮酒导致的脂肪肝肝脂肪酸氧化。
讨论
非酒精性脂肪肝已成为最普遍的慢性肝脏疾病的病原学的因素。20.早期发病的看法非酒精性脂肪肝的发展是“两面夹攻假说”,设想,同时发生失衡的肝脂质合成和氧化导致当地盈余积累脂肪酸,促进肝脂肪变性发展。21日22最近的研究提出了“多重打击假说”,设想几个侮辱行为,在遗传诱导非酒精性脂肪肝,从而更准确地解释了后者的发病机理。23日这样的支安打包括胰岛素抵抗,增加脂肪tissue-secreted激素、营养因素,改变肠道微生物群和遗传和表观遗传因素。尽管“两面夹攻”或“多重打击”假说,非酒精性脂肪肝的主要后果之一是过度的脂质积累,如游离脂肪酸在肝脏。这个事实批判指向一个潜在的治疗非酒精性脂肪肝的治疗策略。
证据显示脂肪生成(新创脂肪酸合成),脂肪酸氧化、肝脂质和脂蛋白吸收和分泌紧密控制体内平衡。8 27放松管制的脂肪生成或脂肪酸氧化导致非酒精性脂肪肝的发展。因此,任何战略旨在减少肝脏的脂质负荷有效地抑制脂肪酸的从头合成,通过增加脂肪酸氧化可能代表一个有益的治疗非酒精性脂肪肝。固醇调节元件结合蛋白1 (SREBP-1c),脂肪生成的关键转录监管机构和TGs存储,是最初合成作为活性前体附着在核膜以及内质网的膜。28的激活SREBP-1c代谢疾病中扮演着关键角色,尤其非酒精性脂肪肝。29日然而,在这项研究中,我们发现KLF16没有改变的蛋白质含量SREBP-1c英里/小时,在细胞质和细胞核(在线补充图9)。在脂肪生成的方差与SREBP-1c角色,PPARα是一个重要的核受体参与脂肪酸氧化的规定。30 -在目前的研究中,我们报告说,肝脏特异性KLF16超表达也显著增强PPARα及其目标基因的表达包括Acadvl和Cpt2,加剧了脂类分解和肝脂质负荷降低,这表明KLF16 overexpression-mediated降低肝脂质水平与PPARα-mediated升高肝分解脂肪的效果,而不是SREBP-1c-mediated脂肪生成。
KLF16属于Kruppel-like家族转录因子(KLFs),调节细胞内稳态扮演的角色在成长、发展和程序性细胞死亡。到三十五我们之前和其他人表明KLFs与代谢综合征的调节密切相关。13 14 36-41例如,我们以前证明老鼠KLF9, KLF10 KLF14参与肝葡萄糖稳态的调节和过氧物酶体的表达proliferator-activated receptor-γcoactivator-1α。13 14 36KLF15转录被确定为一个关键组成部分电路协调生理通量的三种基本类型的细胞营养:葡萄糖、氨基酸和脂质。37-39我们还显示,鼠标瞄准PPARαKLF11调节肝脏脂质代谢的信号通路通过一个未知的机制。40最近,Bechmann等41透露,KLF6是葡萄糖和脂类代谢的小说调节器通过调节PPARα转录后激活。不同于先前的报道,在这项研究中,我们提供了直接的证据,作为一个转录因子,KLF16直接结合PPARα子域的位置放置从577个基点−−221 bp赋予GT-rich或GC-rich元素。减轻PPARα删除可能非常废除KLF16 overexpression-mediated OA和PA诱导脂质沉积在英里每小时。相反,肝脏特异性PPARα过度可能扭转KLF16 deficiency-induced肝脂肪变性,证明PPARαKLF16善意目标基因。符合我们的结果,KLF1演示了一个类似的转录监管模式。42
越来越多的证据表明,过度脂质沉积刺激细胞内活性氧的生产影响lysosomal-mitochondrial轴。43此外,慢性HFD接触激活物和推动其迁移到线粒体引发恶性ROS-JNK前馈回路导致氧化应激,最终导致肝细胞的死亡。健康的肝细胞被赋予系统包括抗氧化酶和抗氧化基因如PPARαNrf2 Ho1,消除活性氧盈余和维护氧化还原平衡。PPARα激活有效保护小鼠免受cholestasis-induced肝脏损伤通过抑制物的信号。PPARα拮抗剂有效抑制肝糖原合成酶kinase-3β(GSK-3β)和p (Thr183 / Tyr185)物。我们证明了KLF16超表达有效地改善HFD-induced或饮酒导致的肝线粒体应激和ROS生产过剩,最终受益的肝毒性和脂肪肝表型。相反,KLF16-deficient老鼠快速和严重的脂质沉积在HFD或酒精暴露。此外,ROS盈余引起潮湿分子释放而引发不可逆二级通过异常的先天免疫系统激活炎症损伤。44以前曾有报道称,KLF16人类神经胶质瘤和胶质母细胞瘤细胞增殖抑制目标TFAM,暗示其潜在anti-inflammatoty角色。在这里,我们表明,肝KLF16作为负调节炎症基因在肝脏。此外,我们还证明KLF16产生一种保护作用对肝细胞凋亡在体内和体外在线补充图10)。
总之,我们的结果表明,KLF16 PPARα基因,因为它直接绑定到目标KLF16启动子区域,从而导致上调其表达在转录水平,至关重要的是促进脂肪酸氧化和作为新目标治疗脂肪肝与代谢综合症。
数据可用性声明
合理的请求数据。
伦理语句
病人同意出版
伦理批准
研究协议符合伦理指南1975年赫尔辛基宣言的反映在先验的伦理委员会批准,广州中医药大学第一附属医院(没有。K[2019] 082号)。
确认
我们要感谢教授Hongbing张和永胜Chang提供alb-cre老鼠和Ad-Pparα腺病毒。
引用
补充材料
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补充数据
仅这个web文件已经由英国医学杂志出版集团从一个电子文件提供的作者(年代)和没有对内容进行编辑。
脚注
CL, YC和YG联合高级作者。
YY, NS, CS, LZ, XW XY和CY共同第一作者。
贡献者YG和YC构思和设计实验。NS, XW CS, LZ和CS进行实验。CZ, CL, ZG WM、ZY工作组,XY, YY, LH和千瓦分析数据和改进手稿。
资金这项工作得到了国家自然科学基金(批准号。81800738,81800738,81102883,81800718,82070891),一流的学科建设的主要项目广州中医药大学(广州中医药大学规划(2018、6号),广州中医药大学规划(2019,5号)),广东体育科学科学技术协同创新中心(2019 b110210004),自然科学基金中国江苏高等教育机构(18 kjb310015),江苏Shuangchuang计划和开始基金会徐州医科大学(没有的才能。D2018006)。山东重点研究和发展项目(2019 gsf108270)。
相互竞争的利益没有宣布。
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