MYCT1经NAT10调控FASN影响肝脏脂质代谢

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XX200003
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前言:脂质代谢的稳态在维持机体营养平衡中发挥重要作用。不健康的生活方式以及高脂饮食的长期摄入导致脂质代谢紊乱,进而引发肥胖、非酒精性脂肪肝、2型糖尿病、心血管疾病、精神性疾病等一系列脂质代谢相关性疾病。同时,脂质代谢在肿瘤的发生发展中也发挥至关重要的作用。因此,研究脂质代谢相关分子机制对预防脂质代谢相关性疾病有重要的临床价值。MYCT1(Myc target 1)是本课题组从喉鳞状细胞癌(LSCC)细胞中克隆的、编码含有235个氨基酸残基蛋白质的新基因。MYCT1在胃癌、肝癌、喉癌等肿瘤组织中低表达;在急性髓样白血病中,MYCT1作为癌基因RUNX1-ETO以及MYC的下游被激活而高表达,进而发挥癌基因的作用。本课题组前期研究结果表明,在肝癌细胞SMMC7721中,MYCT1低表达,显著抑制细胞增殖、迁移能力且与年龄和HBV感染相关;在肝癌Bel7402细胞中MYCT1新的转录本MYCT1-TV过表达能抑制生长和侵袭,促进细胞凋亡,但其具体机制还不清楚,为进一步研究MYCT1的功能,本课题组利用Cas-9技术构建了Myct1基因敲除小鼠,在对该模型小鼠的分析中,发现同胞Myct1基因敲除小鼠的体重、体脂及肝重较野生型增长显著,因此推测MYCT1与肝脏脂质代谢相关。肝脏组织合成脂质有两个途径,一是从食物获取;二是自身合成,即从头脂质合成(De novo lipogenesis,DNL),DNL是主要途径。脂肪酸合酶(fatty acid synthase,FASN)是DNL过程中的关键限速酶,同时也是肝脏组织的特异性表达蛋白,其主要作用是在还原当量条件下催化丙二酰辅酶A和乙酰辅酶A合成十六碳软脂酸。FASN蛋白是分子量为273k Da的同型二聚体,每个单体包含7个结构域,只有在二聚体形式下才具有蛋白活性。正常情况下,FASN将多余的碳水化合物转化为脂肪酸,然后将其酯化为甘油三酯储存,必要时可通过β-氧化提供能量。人体正常组织中,除了肝脏、脂肪、泌乳的乳腺组织及增生期的子宫组织,FASN几乎不表达,但在肿瘤细胞中高表达,已有研究表明,在许多人类上皮癌组织如乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、肺癌、膀胱癌、卵巢癌、胃癌、子宫内膜癌、肾癌、皮肤癌、胰腺癌、头颈癌和舌癌等中,FASN的含量极高,说明FASN具有成为癌症治疗靶点的潜能,因此研究FASN的调控关系对癌症及脂质代谢相关疾病的治疗至关重要。N-乙酰基转移酶10(N-acetyltransferase 10,NAT10)是一种组蛋白乙酰基转移酶,参与许多细胞过程,如DNA损伤修复、微管蛋白乙酰化、细胞自噬、m RNA乙酰化等,是目前鉴定的唯一同时具有乙酰化酶结构域和RNA结合结构域的蛋白,具有RNA乙酰化酶和赖氨酸乙酰转移酶活性,能够促进下游靶基因m RNA的稳定性进而促进其翻译效率。有研究表明,NAT10在肝癌、白血病、黑色素瘤等多种恶性肿瘤中高表达,提示NAT10参与癌症的发生发展过程,是治疗恶性肿瘤的潜在靶点。本课题组已有研究表明在喉癌Hep-2细胞中,MYCT1通过下调NAT10的表达进而抑制喉癌细胞的迁移,但其具体机制及肝脏组织中MYCT1与NAT10的调控关系并不清楚。因此,我们推测MYCT1通过NAT10调控FASN的表达水平进而影响肝脏脂质代谢,为脂质代谢相关疾病的治疗提供新的思路和理论依据。本研究中,我们首先检测Myct1基因敲除小鼠体重、体脂及肝重等生理指标,血浆ALT、AST,肝脏组织甘油三酯和总胆固醇等生化指标,肝脏组织HE染色、油红O染色等病理指标来探究MYCT1对小鼠脂质代谢的影响,进一步检测Myct1基因敲除小鼠肝脏组织中Nat10、Fasn的表达变化,明确Myct1对Nat10、Fasn的表达调控关系。最后在HepG2细胞中验证MYCT1对NAT10、FASN及NAT10对FASN的调控关系,明确三者的调控关系后,为进一步探索MYCT1/NAT10/FASN在肝脏脂质代谢性中的作用机制,我们进行油红O染色等实验来检测MYCT1/NAT10/FASN轴在肝脏组织代谢中的作用。材料与方法:1、实验材料:Myct1基因敲除小鼠肝脏组织、人肝癌HepG2细胞系、人正常肝细胞LO2细胞系2、实验方法:HE染色、油红O染色、酶学法检测甘油三酯、酶学法检测总胆固醇、细胞培养、基因瞬时转染、实时定量荧光PCR、Western Blot。结果:1、小鼠生理指标检测结果显示与野生型小鼠相比,Myct1基因敲除小鼠体重、体脂及肝重明显增加(P<0.05)。2、小鼠血生化及肝组织生化检测结果显示与野生型小鼠相比,Myct1基因敲除小鼠血浆AST、ALT明显升高(P<0.05),肝脏甘油三酯及总胆固醇含量明显增加(P<0.05)。3、小鼠肝脏组织切片HE染色及油红O染色结果显示与野生型小鼠相比,Myct1基因敲除小鼠肝脏出现损伤且脂滴含量明显增加(P<0.05)。4、Real-time PCR及Western blot结果显示与野生型小鼠相比,Myct1基因敲除小鼠肝脏组织中脂肪合成关键酶Fasn表达量明显升高(P<0.05)。5、Real-time PCR及Western blot结果显示与野生型小鼠相比,Myct1基因敲除小鼠肝脏组织,Nat10表达量明显升高(P<0.05)。6、Real-time PCR及Western blot结果显示肝癌HepG2细胞及肝脏正常细胞中与对照组相比,过表达MYCT1,NAT10及FASN的表达量显著降低(P<0.05),敲减MYCT1,NAT10及FASN的表达量显著升高(P<0.05)。7、相关性分析结果显示NAT10与FASN呈正相关关系(P<0.05)。8、Real-time PCR及Western blot结果显示肝癌HepG2细胞及肝脏正常细胞中与对照组相比,过表达或敲减NAT10,FASN表达量分别显著升高和降低(P<0.05)。9、油红O染色实验结果显示,与对照组相比,过表达MYCT1后,细胞脂质含量明显降低(P<0.05);过表达NAT10后,细胞脂质含量明显升高(P<0.05);且过表达NAT10能够显著恢复MYCT1对脂质含量的抑制作用(P<0.05)。敲减MYCT1后细胞脂质含量明显升高(P<0.05);敲减NAT10后,细胞脂质含量明显降低(P<0.05);且敲减NAT10能够显著降低MYCT1对脂质含量的促进作用(P<0.05)。结论:1、MYCT1影响小鼠肝脏脂质代谢。2、MYCT1抑制NAT10及脂肪合酶FASN的表达。3、NAT10促进FASN的表达。4、NAT10与FASN m RNA水平呈正相关。5、MYCT1经NAT10调控FASN的表达进而影响肝脏脂质代谢。
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