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目的:水通道蛋白(aquaporins,AQPs)是一系列具有同源性的疏水性内在膜蛋白家族,水通道蛋白8(aquaporin8,AQP8)是水通道家族的一员,可特异性转运水、过氧化氢、氨和尿素,广泛表达于消化系统中,主要分布在十二指肠、结肠、空肠、胰腺、腮腺、唾液腺和肝脏,其中肝脏是AQP8表达量最多的器官。肝脏内存在两种亚型的AQP8:一是分布于肝细胞膜和个胆小管膜上的N-糖基化的分子量为34 KD的蛋白;另一中是非糖基化蛋白,分子量约28 KD,分布于线粒体内膜中。已有研究报道,AQP8可通过调节胆小管水的渗透性转运参与胆汁的形成;AQP8还可能参与胰液的分泌、维持糖原代谢过程中细胞渗透压的平衡和线粒体体积。AQP8是否参与机体糖脂代谢,影响高脂饮食导致的肥胖目前尚不清楚。本实验利用C57BL/6J野生型和AQP8基因敲除的C57BL/6J(AQP8-/-)小鼠,通过高脂饮食制备小鼠肥胖模型,检测肝脏及脂肪的组织形态变化,检测脂质代谢相关指标等,探究AQP8在高脂摄食诱导肥胖形成过程中的作用及肝内作用机制。方法:1.小鼠肥胖模型的制备:选取四周龄C57BL/6J(C57)野生型和AQP8-/-小鼠,随机分为正常饮食组(NC)、高脂饮食8周组(HFD 8W)和高脂饮食16周组(HFD16W)。正常组给予基础饲料喂养,高脂饮食组给予高脂饲料喂养8周和16周。每周检测小鼠的体重变化。2.小鼠测定体脂率后眼球取血并脱臼处死,留取肝组织和脂肪组织,测定空腹血糖、胰岛素水平、肝组织和脂肪的形态变化及小鼠肝内AQP8核酸表达水平,检测HFD 8W组小鼠血清总胆汁酸和肝内胆汁酸的变化,观察AQP8对胆汁酸分泌的影响。检测肝内TC、TG水平;采用实时定量PCR和Western blot检测脂质代谢相关基因核酸、蛋白的表达水平。结果:1.AQP8-/-小鼠高脂摄食8W后体重、体脂率较野生型小鼠显著增加。正常饮食组,AQP8-/-小鼠体重与C57小鼠无差异。高脂饮食8W时,AQP8-/-小鼠体重增加明显高于野生型小鼠,体重和体脂率均显著升高(p<0.05,p<0.01)。高脂饮食10W以后,野生型小鼠体重增加较快,至16周时,野生型与基因敲除小鼠两者体重趋于一致,此时AQP8-/-小鼠体脂率低于C57小鼠,但无明显差异。与NC组C57小鼠相比,高脂喂养后C57小鼠体重和体脂率显著增加(p<0.05,p<0.01)。2.AQP8-/-小鼠高脂饲养后空腹血糖和胰岛素显著升高。与C57小鼠相比,正常饮食组AQP8-/-小鼠的空腹血糖和胰岛素水平没有明显变化;高脂饮食组(8周和16周)AQP8-/-小鼠的血糖显著高于C57小鼠(p<0.01),胰岛素水平增加,HOME-IR明显升高(p<0.01)。3.高脂喂养后AQP8-/-小鼠肝脏和脂肪组织的形态学变化。HE染色显示,与野生型小鼠相比,(1)肝组织:正常饮食组AQP8-/-小鼠肝内细胞发生了轻微的肿胀,高脂饮食8周组,AQP8-/-小鼠肝内出现少许脂肪滴,细胞出现了气球样病变;高脂饮食16周组,AQP8-/-小鼠肝内出现大量的脂肪滴,且脂滴变大,伴有炎症。(2)脂肪组织:AQP8-/-小鼠脂肪细胞数量减少,脂滴面积变大。4.高脂饮食下调野生型小鼠肝脏AQP8 m RNA表达。与正常饮食组相比,高脂喂养8周后,野生型小鼠AQP8 m RNA表达下调(p<0.001),但仍高于AQP8-/-小鼠(p<0.001);HFD 16周后,野生型小鼠肝内AQP8 m RNA表达水平进一步减少(p<0.001),且与AQP8-/-小鼠无显著差别。5.高脂饮食对AQP8-/-小鼠总胆汁酸的影响。高脂喂养8周后,与C57小鼠相比,AQP8-/-小鼠肝内总胆汁酸量增加(p<0.05),而外周血清中胆汁酸量减少(p<0.05)。6.AQP8-/-小鼠高脂喂养后对肝组织TC、TG的影响。高脂喂养8周后,AQP8-/-小鼠肝内TC、TG含量明显高于C57小鼠(p<0.05)。7.AQP8-/-小鼠高脂喂养后肝内法尼醇X受体(FXR)m RNA和蛋白的表达。与C57小鼠相比,AQP8-/-小鼠肝内FXR m RNA表达有显著性降低(p<0.05),FXR蛋白表达也明显下调(p<0.05)。8.AQP8-/-小鼠高脂喂养后肝内固醇调节元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)m RNA的表达。与C57小鼠为相比,高脂喂养8周后,AQP8-/-小鼠肝内SREBP-1c m RNA表达明显上调(p<0.05)。9.AQP8-/-小鼠高脂喂养后肝内脂肪酸合酶(FAS)m RNA转录及蛋白的表达。与C57小鼠相比,高脂喂养8周后,AQP8-/-小鼠肝内m RNA表达量增加(p<0.05),蛋白也显著升高(p<0.05)。10.AQP8-/-小鼠高脂喂养后肝内肝X受体α(LXRα)和胆固醇经7α羟化酶(CYP7A1)m RNA的表达。与C57小鼠相比,高脂喂养8周后,AQP8-/-小鼠LXRα和CYP7A1 m RNA水平均明显增加(p<0.05)。11.AQP8-/-小鼠高脂喂养后肝内水通道蛋白9(AQP9)m RNA的表达。与C57小鼠相比,高脂喂养8周后,AQP8-/-小鼠肝内AQP9 m RNA表达明显上调(p<0.05)。结论:1.AQP8减少可促进小鼠肥胖的形成,提示AQP8在防止肥胖形成中有重要作用。2.长期(尤其是8~10周以后)高脂饮食导致小鼠肝内AQP8表达下调,肥胖程度更加显著。3.AQP8缺失导致肝内胆汁酸升高、外周血中胆汁酸下降,进而下调FXR,促进SREBP-1c和FAS的表达,增加小鼠肝内脂质合成,导致肥胖的发生。4.AQP8-/-小鼠高脂喂养后肝内AQP9的表达升高,提示可一定程度代偿性改善AQP8缺少造成的胆汁分泌障碍。