短链脂肪酸受体及信号通路在NAFLD-HCC中的作用研究进展

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是引起肝癌的一个新兴病因,影响25%的成年人,是目前最常见的慢性肝病,其演变过程从简单的肝脂肪变性到更具侵略性的非酒精性脂肪肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH),同时NAFLD也是肥胖和代谢性疾病密切相关的一类疾病[1]。从NAFLD发展为肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)主要是由于体内脂肪过度堆积,而游离脂肪酸及甘油三酯介导的脂毒性可引起肝细胞胰岛素抵抗及内质网应激反应,使肝细胞长期处于慢性炎症的环境,导致肝纤维化,随后进展为肝硬化甚至HCC[2]。

短链脂肪酸受体GPR43的研究进展

短链脂肪酸受体(G protein-coupled receptor 43,GPR43)属于G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCR)家族,因其与脂肪和糖代谢相关,在过去的10年中其研究日益受到重视。研究表明,GPR43不仅可以通过参与调节食欲和胃肠肽的分泌来调节脂肪的分解与形成,最终与代谢性疾病如肥胖、2型糖尿病和心血管病的密切相关;而且GPR43还参与调节人身体血脂浓度和炎症发生过程,甚至还与细胞的癌变密切相关。GPR43作为糖代谢、脂肪代谢的重要调节受体,已经成为一个重要的药物筛选靶点。针对GPR43受体的研究现状进行了总结并对今后的应用研究进行了展望。

短链脂肪酸通过激活GPR43上调AMPK信号通路抑制小鼠胰岛β细胞凋亡

目的探究短链脂肪酸对小鼠胰岛β细胞的调节作用及相关机制。方法将C57BL/6J小鼠随机分为正常组、模型组、乙酸钠治疗组、丙酸钠治疗组,每组10只。其中模型组、乙酸钠治疗组、丙酸钠治疗组腹腔注射链脲佐菌素(STZ)诱导1型糖尿病。乙酸钠治疗组、丙酸钠治疗组分别每日灌胃乙酸钠和丙酸钠,正常组、模型组灌胃同等剂量生理盐水。监测各组小鼠体重、血糖变化、口服糖耐量和血清中胰岛素水平。实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测小鼠胰岛GPR43、bcl-2、caspase3表达水平,Western blotting检测小鼠胰岛GPR43、AMPK、p-AMPK、bcl-2、caspase3表达水平。体外培养小鼠胰岛β细胞系min6,通过脂质体转染法将si-GPR43和si-NC转染至min6细胞,给予乙酸钠和丙酸钠共孵育,分组为si-NC组、si-NC+乙酸钠和丙酸钠组、si-GPR43组、si-GPR43+乙酸钠和丙酸钠组。RT-qPCR和Western blotting检测各组细胞bcl-2、caspase3表达水平,Annexin V-FITC流式细胞术检测各组细胞凋亡水平。结果与正常组相比,模型组小鼠体重、口服糖耐量和胰岛素水平降低、血糖升高(P<0.05);胰岛中caspase3表达水平升高,GPR43、bcl-2表达水平降低,p-AMPK蛋白表达水平降低(P<0.05)。与模型组相比,乙酸钠治疗组和丙酸钠治疗组小鼠体重、口服糖耐量和胰岛素水平升高、血糖降低(P<0.05);胰岛中caspase3表达水平降低,GPR43、bcl-2表达水平升高,p-AMPK蛋白表达水平升高(P<0.05)。与si-NC组相比,si-GPR43组p-AMPK蛋白表达水平降低(P<0.05)。与si-NC组相比,si-NC+乙酸钠和丙酸钠组caspase3表达水平降低,bcl-2表达水平升高,细胞凋亡率降低(P<0.05)。与si-NC组、si-NC+乙酸钠和丙酸钠组相比,si-GPR43组、si-GPR43+乙酸钠和丙酸钠组caspase3表达水平升高,bcl-2表达水平降低,细胞凋亡率升高(P<0.05)。结论短链脂肪酸可通过激活GPR43上调AMPK信号通路,从而抑制小鼠胰岛β细胞凋亡,缓解1型糖尿病。

肥胖相关非酒精性脂肪性肝病防治的新靶点：短链脂肪酸及其受体信号通路的保护作用

近年来,全球肥胖相关非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)的发病率和患病率不断上升,但其发病机制尚未完全清楚,临床仍缺乏有效防治手段。目前普遍认为肥胖相关NAFLD是一个多系统疾病,最近研究也证实肠道菌群及其代谢产物在肥胖相关NAFLD发病中起重要作用。作为肠道菌群主要代谢产物短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs),可能通过多种途径(肠道、脂肪组织、肝脏)介导机体炎症反应,直接或间接影响肥胖相关NAFLD的发生发展。因此,从SCFAs及其受体信号通路的角度,探讨肥胖相关NAFLD治疗的药物靶点,将是防治NAFLD的新途径。

黄连素促进2型糖尿病大鼠胰高血糖素样肽分泌的分子机制

目的探究黄连素对2型糖尿病大鼠胰高血糖素样肽-1(GLP-1)分泌的影响,为进一步明确黄连素抗糖尿病分子机制提供理论基础。方法通过高脂高糖饮食及注射链脲佐菌素的方法构建2型糖尿病大鼠模型。实验分为正常对照组、模型对照组、利拉鲁肽组、小剂量及大剂量黄连素组。血糖仪检测不同时段血糖值。用酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测GLP-1及糖化血红蛋白含量。定量多聚酶链反应(Q-PCR)法检测目标菌的含量。苏木精-伊红(HE)染色法观察胰腺组织形态。逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法检测结肠组织胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)、短链脂肪酸受体43(GPR43)、G蛋白偶联胆汁酸受体1(TGR5)、胰高血糖素原(GCG)、激素原转化酶1/3(PC1/3)mRNA表达。免疫组化法检测胰腺组织胰岛素及核因子κB(NF-κB)蛋白表达。Western blotting检测GLP-1蛋白表达。结果与模型对照组比较,黄连素显著增加梭杆菌属、乳酸杆菌属含量,改善口服葡萄糖耐受能力,减少糖化血红蛋白含量,上调结肠TGR5、GPR43、GCG、PC1/3基因表达,抑制NF-κB蛋白表达,促进GLP-1及胰岛素分泌。结论黄连素可能是通过增加GPR43及TGR5活性,上调GCG及PC1/3 mRNA表达,促进GLP-1以及胰岛素分泌,降低血糖。

左归降糖通脉方对糖尿病合并脑梗死大鼠SCFAs/GPR43/GLP-1/GLP-1R信号通路的影响

目的:基于短链脂肪酸(SCFAs)/G蛋白偶联受体43(GPR43)/胰高糖素样肽-1(GLP-1)/胰高糖素样肽-1受体(GLP-1R)信号通路探讨左归降糖通脉方对糖尿病合并脑梗死(DM-CI)大鼠的潜在作用机制。方法:将60只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、左归降糖通脉方低、高剂量组(12、24 g·kg^(-1))和西药组(吡格列酮二甲双胍片140 mg·kg^(-1)+阿司匹林肠溶片27 mg·kg^(-1)),除假手术组外,其余各组以高糖高脂饮食喂养4周后联合35 mg·kg^(-1)1%链脲佐菌素腹腔注射合并大脑中动脉闭塞建立DM-CI大鼠模型。分别用蒸馏水、左归降糖通脉方低、高剂量、吡格列酮二甲双胍片和阿司匹林肠溶片进行相应干预,术后进行神经功能缺损(NIHSS)评分,TTC染色测量大鼠脑梗死体积,测量各组大鼠随机血糖浓度,苏木素-伊红(HE)染色观察大鼠脑组织病理学变化,气相色谱法检测盲肠内容物SCFAs含量,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测血清GLP-1含量,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测大鼠回肠组织中GPR43和缺血侧脑组织中GLP-1R的蛋白表达。结果:与假手术组比较,模型组大鼠NIHSS评分、随机血糖、脑梗死体积显著升高(P<0.01),SCFAs、GLP-1含量和GPR43、GLP-1R蛋白表达显著降低(P<0.01);与模型组比较,左归降糖通脉方高剂量组和西药组大鼠NIHSS评分、随机血糖、脑梗死体积明显降低(P<0.05,P<0.01),SCFAs、GLP-1含量和GPR43、GLP-1R蛋白表达水平显著升高(P<0.01)。结论:左归降糖通脉方可改善DM-CI大鼠糖代谢紊乱、减轻神经功能损伤,其机制可能与左归降糖通脉方增加SCFAs含量,上调GPR43/GLP-1/GLP-1R信号通路的表达有关。