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目的:研究组蛋白乙酰转移酶Mof缺失对胚胎小鼠及成年小鼠肝脏功能的影响及相关分子机制方法:1、为了研究Mof在肝脏功能损伤组织中的表达水平,我们在GEO数据库中收集了各类肝脏功能损伤表达谱数据。通过DESeq2分析来鉴定出差异表达基因,同时用Benjamini-Hochberg方法通过调整P值来计算错误发现率(FDR q值)。FDR q值1的基因被认为是差异表达基因。经分析比较各类肝脏功能损伤组织与正常肝脏组织表达谱数据,我们发现在GEO数据库中收集的18例NASH病人肝脏组织标本和17例正常人肝脏组织标本的RNA-Seq数据(GSE134422和GSE126848)中,Mof在NASH病人肝脏组织标本中的表达水平明显降低。进一步对该NASH表达谱数据进行基因差异表达分析以及KEGG通路分析。利用DAVID Bioinformatics Resources 6.8对标本数据进行KEGG通路分析,对应p值<0.05的通路被认为有意义。2、为了研究Mof在小鼠肝细胞中的作用,我们先选择转基因小鼠Moff/f(Mof flox/flox)与白蛋白(Alb)-Cre小鼠进行杂交得到Moff/+;Alb-Cre的杂合小鼠,再使用该基因型杂合小鼠进一步杂交获取子代小鼠进行基因鉴定。该模型利用特异性表达于胚胎第10.5天肝实质细胞及肝前体细胞中的Alb激活Cre介导敲除含有flox的Mof基因,用来分析小鼠胚胎发育与胚胎肝细胞特异性敲除Mof之间的关系。通过PCR鉴定杂交小鼠及胚胎的基因型,观察小鼠胚胎外形并对比各基因型小鼠出生比例来检测Mof对胚胎发育的影响。苏木精-伊红(HE)染色及细胞角蛋白8(CK8)免疫荧光染色检测Mof对胚胎肝脏结构发育的影响。此外,我们通过利用腺病毒(AAV)搭载肝细胞特异性甲状腺素结合球蛋白(TBG)启动子来激活Cre从而特异性敲除成年小鼠肝细胞中的Mof基因,分析肝细胞特异性Mof敲除对成年小鼠肝脏的影响。在PCR鉴定基因型后,利用qRT-PCR检测Mof的mRNA表达变化情况,进一步Western blot验证Mof敲除后肝细胞内Mof和H4K16ac蛋白水平表达变化情况。HE染色及天狼猩红染色检测小鼠肝脏的结构变化以及纤维化水平。检测小鼠血清谷丙转氨酶(ALT)水平来判断肝细胞特异性Mof敲除对小鼠肝功能的影响。3、为了研究肝细胞和枯否细胞Mof双敲除对肝脏的影响,我们通过利用Mx1-Cre小鼠与Moff/f的小鼠杂交,获得Mx1-Cre;Moff/f杂合子。使用聚肌胞苷酸(Poly I:C)激活在肝细胞和枯否细胞中特异性表达的Mx1-Cre从而同时敲除两者含有flox的Mof基因。Western blot验证Mof双敲除后Mof和H4K16ac蛋白水平表达变化情况。肝脏Mof免疫组化染色进一步验证Mof在肝实质细胞中的敲除情况。通过CK8和H4K16ac的细胞免疫荧光来间接验证Mof在细胞内的敲除情况。Poly I:C注射后,定期观察Mof双敲除后小鼠的临床症状及生存情况,及时记录。利用HE染色及马松染色检测小鼠肝脏的结构变化以及纤维化水平变化。利用油红O染色对脂滴的染色来验证Mof双敲除对肝脏脂肪代谢的影响。通过血生化检测验证Mof双敲除对肝脏生化功能代谢的影响。对Mof双敲除后小鼠肝脏进行RNA-Seq(n=3)测序分析,并与现有的GEO数据库中NASH病人肝脏RNA-Seq(n=18)进行差异基因以及相关通路对比分析来验证两者的相关性。4、为了研究肝细胞和枯否细胞Mof双敲除导致肝脏炎症的机制,我们通过transwell体外共培养不同基因型的肝细胞跟巨噬细胞。通过给Moff/f小鼠注射AAV-TBG-Cre,可以获取Mof-/-的原代肝细胞。收集培养过L929细胞的培养基(含有巨噬细胞集落刺激因子MCSF)后,在10%FBS的IMDM培养基中加入20%培养过L929的培养基以及100nM的他莫西芬(4-OHT)用来培养从小鼠股骨来源的Moff/f;ER-Cre造血干细胞,可以获得大量Mof-/-巨噬细胞。通过Transwell共培养Mof-/-原代肝细胞和Mof-/-巨噬细胞模拟体内Mx1-Cre引起的肝细胞和枯否细胞Mof双敲除模型,Mof-/-原代肝细胞和Moff/f巨噬细胞共培养及Moff/f原代肝细胞和Mof-/-巨噬细胞共培养分别模拟体内肝细胞和枯否细胞Mof单敲除。利用流式细胞学PI和Annexin V染色检测共培养的肝细胞凋亡比例。通过Western blot检测凋亡相关基因PARP、Caspase3肝细胞胞浆及线粒体内細胞色素c的蛋白表达情况。通过qRT-PCR和Western blot分别检测Moff/f和Mof-/-巨噬细胞在普通培养下CCL2,IL6,TNFα,INOS和TIMP等基因的mRNA及蛋白质表达变化情况,以及在加入培养过Mof-/-原代肝细胞的条件培养基刺激两天后这些基因的mRNA及蛋白质表达变化情况。通过外源性一氧化氮(NO)供给物硝普钠(SNP)培养Moff/f和Mof-/-原代肝细胞,利用Cell Titer-Glo发光细胞存活力测定法对ATP进行定量测定来检测培养基中活细胞数目,同时用线粒体红色荧光探针标记线粒体后在共聚焦显微镜下观察线粒体形态改变。结果:1、Mof在NASH肝脏组织中表达降低。NASH病人肝脏组织中肝纤维化通路明显激活而代谢相关通路被抑制。GEO数据显示相对于正常肝脏组织标本,NASH病人肝脏组织标本中Mof表达水平降低(p0.05)。3、肝细胞和枯否细胞Mof双敲除会引起肝脏炎症,且其转录组与NASH病人肝脏转录组有相似的分子特征。通过Poly I:C激活Mx1-Cre;Moff/f杂合小鼠肝脏内的Cre并介导Mof双敲除后60天内,小鼠全部发生肝炎并死亡(n=87,p<0.001)。双敲除后小鼠肝脏Western blot显示Mof及其下游分子H4K16ac的表达水平也明显下降。在Mof双敲除后的肝脏中,免疫组化染色显示除肝内胆管细胞和内皮外的大部分细胞Mof染色变弱,细胞免疫荧光显示在骨架蛋白CK8不变的情况下H4K16ac在细胞内荧光面积大幅缩小,HE染色显示肝脏组织结构紊乱,马松染色显示蓝色纤维化条索明显增加,油红O染色显示微小的红色脂肪滴积累,血生化检测显示肝脏功能损伤指标谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)明显增高。与NASH病人肝脏RNA-Seq表达谱数据类似,Mof双敲除后小鼠肝脏RNA-Seq表达谱数据KEGG通路分析显示负调控细胞增殖、促细胞凋亡、脂多糖反应、细胞因子反应及促成纤维细胞增殖等通路明显上调。有趣的是,下调基因的富集基因途径几乎只涉及代谢通路,如氧化还原以及胆固醇的生物合成途径等。通过与GEO数据库中NASH病人肝脏RNA-Seq表达谱差异基因进行对比分析发现两者有264个差异基因重合,其中62.5%的基因表达同时升高,16.29%的基因表达同时降低。此外,RNA-Seq差异对应的基因通路分析显示,两者在炎症因子、线粒体凋亡以及细胞程式死亡等通路高度重合。4、Mof-/-原代肝细胞能刺激Mof-/-巨噬细胞分泌大量肝脏炎症因子引起肝细胞线粒体受损及凋亡。Mof-/-原代肝细胞和Mof-/-巨噬细胞共培养后,流式细胞学PI和Annexin V染色分析显示原代肝细胞凋亡明显增加。Western blot分析显示肝细胞凋亡对应的凋亡基因PARP和Caspase3表达明显增加,肝细胞线粒体损伤相关基因細胞色素c在胞浆中也明显增加。巨噬细胞在敲除Mof后肝炎相关细胞因子CCL2,IL6,TNFα,INOS和TIMP等基因的mRNA及蛋白质表达改变不明显,但在加入培养过Mof-/-原代肝细胞的条件培养基刺激两天后这些基因的mRNA及蛋白质表达显著增加,其中INOS基因改变最明显。在外源性NO刺激下,Mof-/-原代肝细胞ATP定量值较Moff/f原代肝细胞明显降低,共聚焦显微镜下Mof-/-原代肝细胞线粒体明显受损,呈点状,而Moff/f原代肝细胞线粒体相对正常,呈线状。结论:Mof在NASH肝脏组织中表达降低。单独肝细胞Mof缺失能诱导胚胎致死,但不会引起成年小鼠肝脏相关炎症。肝细胞和枯否细胞Mof双敲除会引起肝脏炎症,且其转录组与NASH病人肝脏转录组有相似的分子特征。Mof-/-原代肝细胞通过刺激Mof-/-巨噬细胞分泌大量肝脏炎症因子引起肝细胞线粒体受损及凋亡。