检索历史 清除

摘要中国正在面临慢性代谢性疾病的高发期。我国2型糖尿病患病人数已从1989年的2％增加至2007年的9.7％，全国患病人数已达9200万，居世界第一。另一方面，我国因过度饮酒引起的酒精性脂肪肝发病率呈现明显的上升趋势。过去十年间，酒精性肝病的发病率平均达到了4.5％。而与以上疾病密切相关的机体器官是肝脏，肝功能正常对于维持机体糖稳态以及酒精毒性解除并维持肝脏脂质代谢平衡等多方面起到重要的调控作用。转录激活因子4(activationtranscription factor4,ATF4)是CREB(cAMP response element-binding protein)蛋白家族的一个重要成员，在调控能量代谢中具有重要作用，但肝脏ATF4在调控糖脂代谢中的作用，依旧有很多未知。在我们的研究中，着重探讨了肝脏ATF4作为miR-214下游调控肝脏糖异生的作用，以及肝脏ATF4在调控酒精性脂肪肝中的作用。<br>　　作为二型糖尿病高血糖的原因之一，糖异生近年来得到了人们广泛的关注。但microRNA调控糖异生的作用还有很多未知。在我们的研究中，探索了microRNA中的一员——miR-214作为肝脏糖异生调控因子的新功能。我们发现胰高血糖素可以通过PKA信号通路，抑制肝原代细胞中的miR-214水平，同时在高脂诱导的糖尿病小鼠以及饥饿小鼠肝脏中miR-214也有显著下调。进一步，在肝原代细胞上过表达miR-214可以抑制糖异生，而阻断miR-214也具有相应变化。在体内实验中，我们发现通过小鼠尾静脉注射miR-214过表达腺病毒后，肝脏糖异生水平也显著降低，而在高脂喂养的小鼠中，miR-214也有相同作用。在机制研究中，ATF4作为miR-214的已知下游，能够在体外实验中回复miR-214对糖异生的抑制作用，并且ATF4对糖异生的作用是通过影响FoxO1转录活性而产生的。之后，我们构建了ATF4肝脏特异敲除小鼠，发现该小鼠肝脏糖异生水平也显著降低，而向ATF4肝脏特异敲除小鼠中注射miR-214过表达腺病毒，不能进一步抑制糖异生水平，也说明miR-214确实是通过靶向ATF4而调控糖异生的。最后，我们还构建了miR-214肝脏特异性过表达小鼠，发现该小鼠糖异生水平显著降低。<br>　　酒精主要是通过激活脂肪合成信号通路并且同时抑制脂解信号通路而促使肝脏发生脂肪堆积的，但其中的机制依旧有很多未知。在我们前期研究证实:ATF4参与调控高脂和高糖饮食诱导的非酒精性脂肪肝的发展过程，并且ATF4与内质网应激、脂质代谢、氧化应激等过程密切相关。近来有报道称人肝细胞受酒精刺激后诱导ATF4高表达，但ATF4是否直接参与了酒精性脂肪肝的发生、发展，目前尚无报道。在本课题中，我们利用肝脏特异性ATF4敲除小鼠探索肝脏ATF4在酒精性脂肪肝发生发展中的作用及其分子机制。首先，利用肝原代细胞和酒精处理的小鼠肝脏，我们证实酒精能特异性诱导ATF4的高表达;其次，研究发现肝脏特异性ATF4敲除小鼠抵抗酒精诱导的肝脏脂肪堆积和脂质变性;第三，通过细胞和动物试验，我们发现了ATF4缺失抵抗酒精性脂肪肝形成与肝脏AMPK活性密切相关，腺病毒阻断AMPK能有效逆转肝脏特异性ATF4敲除小鼠抵抗酒精性脂肪肝的表型;第四，进一步研究证实ATF4通过其下游靶基因TRB3调控AMPK的活性，TRB3能够直接与AMPK的α亚基结合，进而抑制AMPK被LKB1或者CaMKKβ等激酶激活。这一研究揭示了ATF4/TRB3/ATF4这一信号通路在酒精诱导的肝脏脂质变性过程中的重要生理功能，针对这一信号通路的有效的营养干预或者药物治疗将为酒精性肝病的治疗带来曙光。<br>　　综上所述，本研究揭示了ATF4具有调控肝脏糖异生及酒精性脂肪肝的新功能，证实了ATF4通过FOXO1影响糖异生、通过TRB3直接结合AMPKa进而抑制AMPK活性参与酒精性脂肪肝形成的重要分子机制，为揭示2型糖尿病和酒精性脂肪肝的发病机理提供了坚实的实验依据和理论基础。