研究背景:代谢综合征相关疾病如糖尿病、非酒精性脂肪肝病（NAFLD）、心脑血管疾病在现代社会的发病率越来越高,逐渐受到社会广泛的关注和重视。脂肪从头合成（De novo lipogenesis,DNL）是指机体将糖类转化为脂肪酸,并进一步合成三酰甘油的过程,该过程主要发生在动物肝脏和脂肪组织,有研究表明,在NAFLD患者的肝脏中DNL过程活性显著高于健康人群,此外,三磷酸腺苷柠檬酸裂解酶（Acly）、乙酰辅酶A羧基酶（Acc）和脂肪酸合成酶（Fasn）等DNL过程的关键酶被验证在维持糖脂稳态、调节胰岛素敏感性、改善NAFLD等方面起调节作用,提示DNL过程可能是糖尿病、非酒精性脂肪肝病等代谢综合征新的治疗靶点。已有研究表明咖啡因参与调节能量代谢,且有实验显示,咖啡因可改善高脂饮食（HFD）诱导的NAFLD,但咖啡因是否能通过调节脂肪合成改善NAFLD仍不明确。目的:本课题以C57BL6/J小鼠为模型,分别予饲喂ND、HFD、HFD加咖啡因干预,观察咖啡因对HFD诱导肥胖小鼠的糖脂代谢和肝脏病理等的影响,探索咖啡因调节糖脂代谢和改善NAFLD的作用机制,为应用咖啡因改善代谢疾病提供理论依据,也为NAFLD的治疗提供新的研究方向。研究方法:将40只8周龄雄性C57BL6/J小鼠随机分为4组,每组各10只,分别予饲喂ND、HFD、HFD+0.05%咖啡因、HFD+0.1%咖啡因处理,维持12周,每周测量并记录各组小鼠体重和进食量。12周后予各组小鼠行腹腔糖耐量试验（IPGTTs）和腹腔胰岛素耐量试验（IPITTs）,观察不同处理下各组小鼠的糖耐量及胰岛素敏感性。16周后处死小鼠,收集血清、肝脏、内脏脂肪组织、皮下脂肪组织、褐色脂肪组织、小肠、结肠及粪便等。通过组织学实验制备肝脏、内脏脂肪组织、皮下脂肪组织、褐色脂肪组织病理切片并行HE染色,比较各组NAFLD活动度和脂肪细胞大小;通过qRT-PCR检测各组小鼠肝脏炎症水平及肝脏、内脏脂肪组织、皮下脂肪组织中脂肪代谢相关因子表达。构建并繁育脂肪从头合成关键因子ChREBP基因敲除（ChREBP-KO）小鼠,选取6-8周龄雄性ChREBP-KO小鼠18只随机分为3组,每组6只,并将18只同周龄雄性野生型（WT）C57BL6/J随机分为3组,各组WT小鼠和ChREBP-KO小鼠均分别饲喂ND、HFD、HFD+0.1%咖啡因,共12周,每周测量并记录各组小鼠体重和进食量。12周后予各组小鼠行IPGTTs和IPITTs,观察不同处理下各组小鼠的糖耐量及胰岛素敏感性。16周后处死小鼠,收集血清、肝脏、内脏脂肪组织、皮下脂肪组织、褐色脂肪组织、小肠、结肠及粪便等。通过组织学实验制备肝脏病理切片并行HE染色,比较各组NAFLD活动度;通过qRT-PCR检测各组小鼠肝脏炎症水平及脂肪代谢相关因子表达。研究结果:1.咖啡因显著缓解HFD所致WT小鼠肥胖、糖代谢紊乱及NAFLD。2.咖啡因降低饲喂HFD的WT小鼠白色脂肪组织脂肪细胞大小,并改善其内脏脂肪组织炎症。3.HFD组WT小鼠白色脂肪组织中DNL过程关键因子GLUT4、ChREBP、GPR120表达下降,咖啡因可上调上述因子表达。4.在ChREBP-KO小鼠中,咖啡因缓解HFD所致小鼠肥胖和NAFLD的功能降低。5.咖啡因可降低HFD所致WT小鼠肝脏Fasn表达上升,而对ChREBP-KO小鼠无影响,且ChREBP-KO小鼠肝脏Fasn表达显著低于WT小鼠。研究结论:咖啡因可能通过调节白色脂肪组织中的脂肪从头合成改善HFD所致的肥胖、糖脂代谢紊乱和NAFLD。