PKA/PLIN2通路在白藜芦醇改善非酒精性脂肪肝脂滴脂解中的机制研究

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非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一种慢性肝脏疾病,可由非酒精性单纯性脂肪变性进展为非酒精性脂肪性肝炎( non-alcoholic steatohepatitis,NASH),并有可能发展为肝硬化及肝癌。在我国普通成年人中NAFLD的患病率高达20~30%,在合并其他基础疾病的人群中则更高。NAFLD现已成为全球主要的公共卫生问题之一,但是仍缺乏有效的药物治疗策略。近年来研究表明白藜芦醇(resveratrol,RSV)能有效改善NAFLD的脂肪变性,但是其作用机制尚未完全阐明。  脂滴(lipid droplets,LDs)作为一种动态细胞器,在能量过剩时可以储存中性脂质,并在能量缺乏时发挥能量储备库的作用。脂质在肝脏LDs的异常蓄积可形成脂肪肝。在正常状态和由高脂膳食诱导的 NAFLD 状态下,人类和啮齿类动物的肝细胞中的主要围脂滴蛋白类型均是PLIN2。研究发现,PLIN2在脂解过程中可以有效防止甘油三酯(triglycerides,TG)被脂肪酶水解,该作用可能和蛋白激酶A(protein kinaseA, PKA)的活性有关。研究提示,PLIN2可能是预防和治疗NAFLD的潜在靶点。  主要实验方法、结果和结论如下:  (1)高脂膳食诱导的NAFLD大鼠肝脏中的TG含量显著升高。高脂膳食继续饲养8W,同时给予RSV灌胃(50 mg/kg·d或100 mg/kg·d)可以显著降低大鼠肝脏中TG含量并且升高游离甘油水平,在透射电镜下观察到脂滴明显变小且数量增加。以上结果表明RSV能通过促进NAFLD大鼠肝脏的脂滴脂解,显著改善脂肪变性。此外,Real Time-qPCR检测发现RSV干预后大鼠肝脏中PLIN2的mRNA水平升高明显,表明RSV可以促进PLIN2的表达。  (2)棕榈酸(palmitic acid,PA)(0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 mM)诱导HepG2细胞24 h后,发现0.2 mM的PA可以显著升高TG并增加脂质蓄积,并随PA浓度的升高作用更加明显。此外,随 PA 浓度升高以及干预时间的延长,细胞活力明显降低。以上结果表明0.2 mM PA干预24 h能够有效诱导HepG2细胞的脂肪变性,对细胞活力仅有轻度影响。  (3)脂肪变性的HepG2细胞经过RSV(10、20、40和80μM)处理24 h后,脂滴蓄积情况明显减轻,表明RSV可以促进脂肪变性肝细胞的脂解。  (4) RSV(10、20、40和80μM)干预脂肪变性HepG2细胞24 h后,细胞内脂肪甘油三酯脂肪酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)、比较识别基因58(Comparative Gene Identification-58,CGI-58)的表达和细胞培养液中游离甘油水平均呈浓度依赖性升高,免疫共沉淀实验发现在细胞内 ATGL和CGI-58复合物的表达明显增高。结果表明RSV可以通过促进脂肪酶和其辅助因子的表达及二者相互作用,进而增加脂肪变性HepG2细胞的脂解。  (5) RSV(10、20、40和80 μM)处理24 h后,脂肪变性HepG2细胞PKA活性和PKA蛋白的磷酸化水平呈浓度依赖性增高,表明RSV可通过促进PKA的磷酸化上调细胞PKA活性。  (6)脂肪变性的HepG2细胞经过RSV(10、20、40和80μM)处理24 h后,PLIN2在 mRNA 和蛋白水平表达升高明显并呈浓度依赖关系,同时免疫荧光技术检测发现RSV还可以促进PLIN2在小脂滴表面的定位,表明RSV可以有效促进PLIN2的表达及其定位。  (7)使用PLIN2 siRNA抑制脂肪变性HepG2细胞的PLIN2表达后,与未抑制前相比,各组细胞培养液中的游离甘油、细胞 PLIN2蛋白表达和 PKA磷酸化水平均显著降低。RSV组的以上指标的水平相比PA组明显升高,但低于未抑制PLIN2时。结果表明抑制PLIN2后显著降低脂滴脂解,削弱了RSV促进脂解的作用。  (8) PLIN2过表达后,脂肪变性 HepG2细胞中 PLIN2蛋白表达和 PKA磷酸化水平显著增高;RSV组的PLIN2蛋白表达和PKA磷酸化水平相比PA组明显升高;结果表明提高PLIN2表达后可增强PKA的活性。  (9)使用PKI抑制PKA活性后,各组相对于PKA活性未被抑制时,脂肪变性HepG2细胞培养液中的游离甘油、PLIN2蛋白和mRNA表达显著降低; RSV组的游离甘油水平、PLIN2蛋白表达相比PA明显升高,但这种促进作用较未抑制PKA活性时减弱;结果表明抑制PKA活性后显著降低脂滴脂解,削弱了RSV促进脂解的作用。  结论:白藜芦醇通过上调PKA/PLIN2途径增强脂滴脂解,从而减轻脂肪变性肝细胞的脂质蓄积,并改善NAFLD。
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