基于生物信息学对比分析高脂饮食和蛋氨酸胆碱缺乏饮食构建的非酒精性脂肪性肝病小鼠模型

目的比较高脂饮食(high-fat diet,HFD)饮食和蛋氨酸胆碱缺乏(methionine-choline-deficient,MCD)饮食对C57小鼠非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)模型的影响,通过生物信息学方法揭示其差异表达基因(GEO-data-based analysis of differentially expressed genes,DEGs)并进行功能分析。方法从GEO数据库中获取GSE78170、GSE123354的表达数据。使用R语言分别比较C57小鼠对照组与MCD饮食组、C57小鼠对照组与HFD饮食组数据获得DEGs。对DEGs进行进一步的差异分析、功能富集分析、构建基因和蛋白互作网络及重叠DEGs对比分析。结果筛选出HFD诱导的上调基因44个,下调基因16个;MCD诱导的上调基因43个,下调基因73个;分析富集分析排名前12位的生物学过程,提示HFD与肝脏单纯脂肪积累相关,MCD则能全方位促进NAFL进一步转变为NASH。结论HFD诱导的基因主要涉及肝脏脂肪积累,而MCD更倾向于全方位促进NAFL向NASH的进展。

蛋氨酸-胆碱缺乏饮食诱导代谢相关脂肪肝模型小鼠血清和肝脏胆汁酸谱的变化

背景:蛋氨酸-胆碱缺乏饮食模型是国际上被广泛使用的诱发代谢相关脂肪性肝病的动物模型,现有的相关研究数据中缺少该模型小鼠胆汁酸谱的动态变化,而胆汁酸的调节是干预肝脏脂质代谢的重要途径之一,因此有必要明晰该模型体内胆汁酸谱的变化。目的:探讨蛋氨酸-胆碱缺乏饮食诱导的代谢相关脂肪性肝病小鼠模型血清及肝脏中胆汁酸谱的变化。方法:将60只雄性C57/BL6J小鼠给予普通饲料适应性饲喂1周后随机分成2组,每组30只,其中一组为对照组给予蛋氨酸-胆碱充分饲料,另一组为模型组给予蛋氨酸-胆碱缺乏饲料喂养,自由摄食、饮水。分别于造模第4,6,8周末从两组中各随机抽取10只小鼠,收集小鼠血清和肝组织,检测各组小鼠血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性及肝组织中三酰甘油含量,肝脏组织切片分别作苏木精-伊红、油红O和天狼猩红染色进行病理学评估,采用超高效液相串联质谱法对血清及肝脏中18种胆汁酸含量进行测定。结果与结论:①不同造模时间动物样品检测结果发现,与同时期蛋氨酸-胆碱充分组相比,蛋氨酸-胆碱缺乏组小鼠血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性及肝内三酰甘油含量显著升高(P<0.05),蛋氨酸-胆碱缺乏组小鼠肝组织出现广泛肝细胞脂肪变性,窦周胶原纤维增加,非酒精性脂肪性肝病活性评分显著升高;②血清及肝脏胆汁酸谱检测结果发现,与同时期蛋氨酸-胆碱充分组相比,蛋氨酸-胆碱缺乏组小鼠血清中总游离型和总结合型胆汁酸以及除牛磺脱氧胆酸外的胆汁酸含量均呈上升趋势,胆酸/鹅去氧胆酸值显著升高;③与同期蛋氨酸-胆碱充分组相比,蛋氨酸-胆碱缺乏组肝脏中总游离型胆汁酸以及胆酸、甘氨胆酸、甘氨鹅去氧胆酸、牛磺胆酸含量呈上升趋势,鹅去氧胆酸、熊去氧胆酸、猪去氧胆酸、牛磺熊去氧胆酸、牛磺石胆酸、牛磺鹅去氧胆酸、牛磺脱氧胆酸含量呈下降趋势,甘氨脱氧胆酸含量随着造模时间延长呈先下降后上升趋势,脱氧胆酸、牛磺猪去氧胆酸含量基本不变,胆酸/鹅去氧胆酸值显著升高;④结果说明,蛋氨酸-胆碱缺乏饮食诱导的代谢相关脂肪性肝病小鼠模型血清与肝脏胆汁酸谱发生显著变化,尤其胆酸/鹅去氧胆酸比值的增高可能起到关键作用;提示蛋氨酸-胆碱缺乏模型引起代谢相关脂肪性肝病的进展与体内胆汁酸谱的变化及其毒性可能有密切关系。

蛋氨酸-胆碱缺乏饮食诱导非酒精性单纯性脂肪肝小鼠模型建立及动态观察

目的非酒精性单纯性脂肪肝(non-alcoholic simple fatty liver,NAFL)作为非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)的早期阶段,发病隐匿、症状不典型,建立合适的动物模型对于研究NAFL的规律、改善诊断和治疗手段的意义重大.方法24只小鼠随机分为观察组(n=12)和对照组(n=12);观察组小鼠给予蛋氨酸-胆碱缺乏饮食(methionine-choline-deficient diet,MCDD)饲养3周,对照组给予正常饮食;动态观察小鼠的一般情况、按期称取体重;分别于第8、15、22天各处死4只观察组小鼠和对照组小鼠,后采集血清标本检测丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)、甘油三酯(triglycerides,TG),肝脏标本处理后进行病理学诊断并进行评分量化.结果观察组小鼠一般情况、体重均有异于正常对照组,从第8天起小鼠即出现肝脂肪性变,而第8、15天小鼠的肝脏病理非酒精性脂肪性肝病活动度评分(non-alcoholic fatty liver disease active score,NAS)均在3~4分之间,与第22天比较差异具有统计学意义(t=2.601,P=0.04;t=3.57,P=0.019);血清中ALT、AST水平随造模时间的延长呈上升趋势,但各时间节点与对照组差异比较无统计学意义;TG的水平也随时间变化呈现增长趋势,且各时间节点均与对照组比较差异具有统计学意义,ALT水平与病理评分关系中等(r=0.574,P=0.032).结论MCDD诱导2周可形成稳定的NAFL动物模型,该动物模型出现显著的一般情况改变、体重下降、血脂升高.

苍菊清肝降脂方对蛋氨酸-胆碱缺乏饮食诱导的脂肪性肝炎小鼠肝组织SIRT3-FOXO3信号通路的影响

目的观察苍菊清肝降脂方对蛋氨酸-胆碱缺乏(MCD)饮食诱导的脂肪性肝炎小鼠肝组织SIRT3-FOXO3信号通路的影响。方法 C57BL/6小鼠60只,雌雄各半,随机分为对照组、模型组、苍菊清肝降脂方高中低剂量组和易善复组,对照组给予蛋氨酸-胆碱充足(MCS)饲料,其他各组予MCD饲料,自由进食。同时用药各组分别灌胃相应药物,对照组和模型组灌胃饮用水。造模结束后,检测血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白介素6(IL-6)含量,测定肝组织超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,提取小鼠肝组织总RNA和总蛋白,采用Real-time PCR和Western blot法分别检测SIRT3和FOXO3的基因和蛋白表达水平。结果与对照组比较,模型组小鼠血清TNF-α和IL-6含量明显升高,肝组织SOD活性下降、MDA含量升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。与模型组比较,苍菊清肝降脂方干预各组TNF-α、IL-6和MDA水平下降,而SOD活性升高,且有剂量依赖趋势,苍菊清肝降脂方高剂量组和易善复组效果相当。基因和蛋白检测显示,对照组SIRT3、FOXO3基因和蛋白水平高表达,模型组二者表达明显下调,经苍菊清肝降脂方高中低剂量和易善复干预后,SIRT3、FOXO3表达上调。结论苍菊清肝降脂方可通过调节SIRT3-FOXO3信号通路改善MCD饮食诱导的脂肪性肝炎肝损伤。

雷公藤红素对蛋氨酸-胆碱缺乏饮食致小鼠NASH的干预作用及机制研究

目的:研究雷公藤红素对蛋氨酸-胆碱缺乏(MCD)饮食致小鼠非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的干预作用及可能机制。方法:将雄性C57BL/6J小鼠随机分为正常对照组、模型组和雷公藤红素低、高剂量组[0.5、1 mg/(kg·d)],每组7只。正常对照组小鼠给予蛋氨酸-胆碱充足饮食,模型组和给药组小鼠给予MCD饮食以复制NASH模型;与此同时,正常对照组和模型组小鼠灌胃聚氧乙烯蓖麻油,各药物组小鼠灌胃相应药物,灌胃体积均为0.1 m L/g,每日1次,连续4周。观察各组小鼠肝脏形态,并采用苏木精-伊红染色和油红O染色法观察其肝组织的病理学变化;采用酶法检测血清肝酶[天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶]、血清和肝组织中脂质指标[总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)]水平;采用Western blotting法检测小鼠肝组织中核因子κB p65(NF-κB p65)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)的蛋白表达水平。结果:与正常对照组比较,模型组小鼠肝脏体积缩小且颜色泛黄,表面粗糙,肝组织中可见炎性细胞浸润以及脂肪空泡、脂滴聚集;其血清TC、TG水平均显著降低,血清肝酶水平以及肝组织中TG水平和NF-κB p65、TNF-α、IL-6蛋白表达水平均显著升高(P<0.01)。与模型组比较,各药物组小鼠肝脏表面红润光滑,无褐色斑点,肝组织中炎性细胞、脂肪空泡有所减少,脂滴覆盖面积有所缩小;其血清TC、TG水平均显著升高,血清肝酶水平以及肝组织中TG水平和NF-κB、TNF-α、IL-6(雷公藤红素低剂量组除外)的蛋白表达水平均显著降低(P<0.05或P<0.01)。结论:雷公藤红素能改善MCD饮食致NASH模型小鼠的肝损伤,其作用与减少肝组织中TG堆积、抑制炎症相关因子表达有关。

3种饮食诱导的非酒精性脂肪性肝炎小鼠模型表型比较

目的比较3种饮食诱导的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)小鼠模型的特征,从而为NASH的机制研究和药物研发提供参考。方法分别用高脂饮食(HFD)喂养24周、Amylin饮食喂养24周、高脂-蛋氨酸胆碱缺乏饮食(HFMCD)喂养10周,诱导小鼠NASH表型,并用正常饮食(CD)小鼠作为对照,每组10只。喂养结束后分别检测其体质量、肝质量,血清转氨酶(肝脏损伤指标)、肝脏三酰甘油(肝脏脂质沉积指标)、肝脏羟脯氨酸(肝纤维化指标)水平,以及胰岛素敏感性。对小鼠肝组织切片进行苏木精-伊红(H-E)染色和天狼星红染色,以观察其组织学变化。结果HFD组小鼠发生明显肥胖和胰岛素抵抗,血清转氨酶升高、肝脏三酰甘油沉积、肝脏羟脯氨酸沉积和肝脏组织炎症病变程度小。Amylin饮食组小鼠发生明显肥胖、胰岛素抵抗、血清转氨酶升高、肝脏三酰甘油沉积、肝脏羟脯氨酸沉积,以及严重的NASH肝脏组织病理学改变。HFMCD组小鼠诱导饮食后相对短时间内发生较严重的血清转氨酶上升、肝脏三酰甘油沉积、肝脏羟脯氨酸沉积和肝脏病理学改变,未发生胰岛素抵抗和肥胖。结论3种饮食诱导的小鼠模型各有其特点,其中,Amylin饮食诱导的NASH模型更符合人NASH发生发展过程。

HIF-1α对非酒精性脂肪性肝病小鼠肝组织的影响

目的探讨缺氧诱导因子1α(HIF-1α)在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)进展中的作用。方法将30只雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组、高脂饮食模型组和蛋氨酸-胆碱缺乏饮食(MCD)模型组,每组10只,建立非酒精性脂肪性肝炎(NASH)模型,分别取肝组织行组织病理学检查,采用缺氧探针检测肝组织缺氧程度,采用Real-time PCR法检测肝组织HIF-1αmRNA水平,采用Western blot法检测肝组织HIF-1α蛋白表达。另取小鼠肝星状细胞JS-1细胞,分为对照组、腺病毒载体组和HIF-1αShRNA腺病毒载体感染组,采用MTT法检测细胞活性,采用Real-time PCR法检测细胞1型胶原(COL1)和3型胶原(COL3)、TNF-α、IL-1β和TGF-β1 mRNA水平。结果缺氧探针染色显示高脂饮食模型组和MCD模型组小鼠肝组织染色阳性率分别为85%和78%,显著高于对照组的7%(P<0.05);高脂饮食模型组和MCD模型组小鼠肝组织HIF-1αmRNA水平分别为对照组小鼠的2.1倍和1.6倍(P<0.05),HIF-1α蛋白表达水平也相应地增强;HIF-1αShRNA腺病毒载体感染细胞活力仅为对照组的37%(P<0.05),细胞COL1、COL3、TNF-α、IL-1β、TGF-β1 mRNA水平也显著降低(P<0.05)。结论HIF-1α能够促进小鼠NAFLD进展,抑制HIF-1α表达可能能延缓NAFLD进展,值得进一步研究。

七味脂肝方对非酒精性脂肪性肝炎动物模型的药效学评价

目的探讨七味脂肝方对两种经典的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)动物模型的药效作用。方法采用蛋氨酸-胆碱缺乏(MCD)饲料饮食诱导大鼠模型和胆碱缺乏的高脂饮食(CDAHFHC)诱导小鼠非酒精性脂肪性肝炎模型,将48只大鼠和96只小鼠均随机分为6组:对照组、模型组、七味脂肝方组(低、中、高剂量组)、阳性药组,造模2周后,连续干预28 d。通过检测各组动物血清肝功能、血脂生化指标以及肝组织脂质水平,并进行肝脏组织病理学评价,以评估七味脂肝方治疗非酒精性脂肪性肝炎的药效作用。结果七味脂肝方以临床等效剂量及以上剂量在两种试验动物模型灌胃给药后,能改善肝脏大体解剖形态,降低NASH小鼠肝脏重量及肝脏指数;降低NASH大鼠血清ALT、ALP、LDH,升高HDL水平;降低NASH小鼠血清ALT、AST、TBIL、ALP、LDH及TG水平,并降低肝脏TG含量。其还可改善肝脏组织病理损伤,减轻肝脏组织炎症程度,减轻肝细胞气球样变程度,降低肝脏NAS评分,且各剂量组间呈一定量效关系趋势;有效减轻NASH小鼠肝小叶内和汇管区周围胶原纤维增生情况;降低被F4/80标记的阳性细胞数密度,减轻Kupffer细胞活化程度。结论七味脂肝方可有效改善两种经典NASH模型的进展程度,改善NASH肝脏炎症损伤向肝纤维化发展的趋势。

姜黄素对小鼠非酒精性脂肪性肝炎炎症信号传导通路的调控作用

目的:研究探讨姜黄素(Curcumin)对非酒精性脂肪性肝炎(NASH)炎症信号传导通路的调控作用。方法:采用胆碱蛋氨酸缺乏(Methionine-Choline-Deficient,MCD)饮食诱导的小鼠NASH模型。15只小鼠随机分为MCD组、胆碱蛋氨酸充足(Methionine-Choline-Sufficient,MCS)组、姜黄素组,每组5只。造模同时姜黄素组予以姜黄素干预性灌胃给药两周(1.15g/kg bw),1次/d;MCS组和MCD组予以二甲基亚砜(DMSO)灌胃两周(1ml/10gbw),1次/d。两周实验结束后,处死实验动物,取血清和肝组织。观察肝组织病理学变化;血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、谷氨酸氨基转移酶(AST)活性通过全自动生化分析仪进行测定;血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-4(IL-4)水平通过放射免疫试法进行测定;肝组织核因子-κB(NF-κB)及氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)蛋白表达通过Western blot进行测定。结果:与MCD组比较,姜黄素组肝组织病理变化明显改善,病理评分显著降低,血清ALT活性,TNF-α水平及IL-6水平显著下降,肝组NF-κB表达显著下降。姜黄素组肝组织PPARγ表达较MCD组有所升高,但差异无显著性意义。结论:姜黄素对MCD饮食诱导的小鼠NASH具有抗炎作用;姜黄素可以抑制NF-κB的促炎信号传导通路的表达,从而抑制炎症因子TNF-α及IL-6生成,起到调控炎症信号传导通路的作用;姜黄素对PPARγ抗炎信号传导通路无明显作用。

基于代谢组学研究雷公藤红素对非酒精性脂肪性肝炎小鼠的治疗作用及其机制

目的通过代谢组学的分析手段探讨雷公藤红素(CEL)干预对蛋氨酸-胆碱缺乏(MCD)饮食诱导的非酒精性脂肪性肝炎模型小鼠的治疗作用及其机制。方法选取24只雄性无特定病原体级C57BL/6小鼠完全随机分为4组,即对照饲料饲喂组(MCS组)、MCD饲料饲喂组(MCD组)、对照饲料+CEL组(MCS-CEL组),MCD饲料+CEL组(MCD-CEL组),每组6只。通过MCD饮食诱导小鼠非酒精性脂肪性肝炎模型,并同时腹腔注射CEL。检测小鼠血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)含量;苏木精-伊红染色及天狼星红染色观察各组小鼠肝组织病理改变;通过代谢组学分析经CEL干预后非酒精性脂肪性肝炎小鼠的代谢特征。结果 MCD-CEL组小鼠血清ALT、AST均明显低于MCD组[(237±89) U/L比(388±70) U/L、(200±33) U/L比(454±134) U/L],差异均有统计学意义(均P <0.05)。病理观察显示CEL给药组小鼠肝细胞内脂肪空泡减少,炎性细胞浸润减少。代谢组学结果表明CEL可能通过调控氨基酸代谢、脂质代谢等发挥治疗非酒精性脂肪性肝炎的作用。结论 CEL可能通过调控氨基酸代谢、脂质代谢等代谢通路发挥治疗非酒精性脂肪性肝炎的作用。

健脾疏肝方对小鼠非酒精性脂肪性肝炎的干预作用

目的:研究疏肝健脾方对非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的干预作用及其机制。方法:40只雄性C57/BL6小鼠随机分为随机分为胆碱蛋氨酸充足(MCS)组、胆碱蛋氨酸缺乏(MCD)组、胆碱蛋氨酸缺含(MCD)组、健脾疏肝方(JP)组及复方蛋氨酸胆碱片(CMCB)组,每组10只。除MCS组外,采用MCD饮食诱导小鼠NASH模型。造模同时JP组小鼠予以疏肝健脾方中药煎剂灌胃给药2周(21.63g/kg),CMCB组予以CMCB溶液灌胃2周(274.6mg/kg),每日1次;MCS组和MCD组予以二甲基亚砜(DMSO)灌胃2周(1m L/10g),每日1次。2周后,处死动物,取血清和肝组织。观察肝组织病理学变化,检测肝功能、炎性因子、脂代谢、氧化应激及脂质过氧化相关指标,并进行相关因子的蛋白水平检测。结果:与MCD组比较,JP组肝组织病理变化明显改善,NAS病理评分显著降低(P=0.000);血清丙氨酸氨基转酶(ALT)活性、肿瘤坏死因子α(TNF-α)及白细胞介素6(IL-6)水平显著下降(P=0.000),肝组织甘油三酯(TG)(P=0.000)、丙二醛(MDA)水平(P=0.006)及核因子κB(NF-κB)表达(P=0.047)显著下降,肝组织肝性脂肪酸结合蛋白(L-FABP)表达显著升高(P=0.016)。CMCB组在降低血清ALT、TNF-α水平方面优于JP组(P<0.05),但在降低肝组织TG、血清TC及LDL方面效果不如JP组(P<0.05,P<0.01)。结论:健脾疏肝方通过多条途径对NASH起到正向干预作用。健脾疏肝方可抑制NF-κB的表达,抑制炎性因子的生成,调控炎性信号传导通路;并可通过增加L-FABP表达调控肝组织脂质转运及代谢,减少氧化应激反应,抑制脂质过氧化。

小柴胡汤对非酒精性脂肪性肝炎模型小鼠的保护作用研究

目的通过构建蛋氨酸-胆碱缺乏(MCD)饮食诱导的小鼠非酒精性脂肪性肝炎(NASH)模型,研究小柴胡汤对NASH模型小鼠的保护作用。方法选择C57BL/6小鼠为研究对象,将其随机分为对照组、模型组、小柴胡汤(高、中、低剂量)组、易善复组和强肝胶囊组。通过饲喂MCD饲料建立NASH模型,造模同时按分组给予不同药物进行干预;实验过程中记录小鼠体质量、日摄食量、日饮水量变化,实验结束对肝组织进行HE染色观察病理变化,检测血清生化指标丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平变化,检测肝组织中TC、TG的水平变化,利用q RT-PCR技术检测肝组织脂肪酸合成酶(FAS)和固醇调节元件结合蛋白1c(SREBP-1c)的表达水平。结果小鼠体质量、日摄食量、日饮水量及肝脏系数等数据显示MCD饮食诱导的模型组小鼠会出现体质量降低、摄入量减少及肝脏湿质量下降的特点,而小柴胡汤给药组小鼠体质量、摄入量及肝脏系数较模型组小鼠显著升高;HE染色结果显示小柴胡汤可明显减轻肝组织脂肪变性和炎症程度,改善肝细胞的形态和结构;生化指标检测结果显示小柴胡汤能显著降低NASH模型小鼠血清及肝组织TG、TC水平,升高血清中HDL-C水平,降低血清中AST、ALT、IL-6、TNF-α水平;q RT-PCR结果显示模型组小鼠肝组织FAS和SREBP-1c的基因表达水平明显升高,小柴胡汤可显著降低FAS和SREBP-1c的基因表达水平。结论小柴胡汤对MCD饮食诱导的NASH模型小鼠有明显保护作用,其机制可能通过调控抑制脂肪酸合成基因(FAS、SREBP-1c)的表达,减少脂肪堆积,实现调脂作用,并通过抑制炎症因子的表达改善肝组织的损伤。