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目的:减重代谢手术可以有效改善非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD）的病理改变,但除外限制饮食的作用外,相关其他机制仍未完全阐明。线粒体功能障碍及氧化应激作为NAFLD发病中的重要发病机制,相关研究均表明减重代谢手术可以有效改善NAFLD的氧化应激状态,但机制仍不甚明了。本研究通过临床中肥胖合并NAFLD患者的肝脏及血清样本的采集检测、小鼠减重代谢手术动物模型的构建以及体外细胞实验的机制研究等多种手段,通过多种分子实验技术手段,探究NAFLD对人体肝脏内线粒体β氧化相关的重要调控蛋白的影响,探究NAFLD进展过程中各个阶段的肝脏氧化应激水平和抗氧化应激因子的调控变化,探究不同减重代谢手术对肥胖小鼠的生化指标、肝内脂质沉积、线粒体功能、β氧化调控,以及氧化应激状态及抗氧化应激能力的影响,探究脂肪-肝轴部分作用通路对肝脏线粒体功能及氧化应激水平和抗氧化应激能力的影响机制。方法:本研究第一部分通过采集肥胖患者的肝脏样本及血清样本,经HE染色后,依据病理结果并参照NAFLD疾病的演进特点及分类诊断标准,将入组患者分为正常肝脏组、单纯非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver,NAFL）组、非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis,NASH）组,分析基本生化指标,并比较差异,后续通过Western blot蛋白印迹实验、RT-q PCR、酶联免疫吸附实验等技术检测血清脂联素（adiponectin,ADPN）、游离脂肪酸（free fatty acids,FFAs）水平,以及肝脏内线粒体β氧化相关调控蛋白的表达水平及转录水平,同时测定肝内的氧化应激水平以及重要抗氧化应激因子核转录因子NF-E2相关因子2（nuclear factor erythroid 2（NF-E2）-related factor 2,NRF2）及其靶基因的蛋白表达或转录水平表达,并通过相关统计学方法进行相关性分析,探究相关因素。第二部分通过60%高脂饲料饮食饲养C57BL/6J小鼠12周建立小鼠肥胖模型,后续予以构建不同代谢外科手术小鼠模型,建立袖状胃切除术（sleeve gastrectomy,SG）和胃转流术（gastric bypass,GB）两种小鼠减重代谢手术模型,同时分别设立对应的体重匹配组,另外设立单纯正常饮食及高脂饮食组,术后分别继续予以高脂饮食或普通饲料饮食饲养8周后处死,通过腹腔注射糖耐量实验、酶联免疫吸附实验、Western blot蛋白印迹实验、RT-q PCR以及流式细胞检测等技术手段,分别检测小鼠的各器官重量及脂肪含量,测定血糖,检测血清及肝脏的ADPN、FFAs、甘油三酯（triglyceride,TG）等指标,测定肝脏内线粒体β氧化相关调控蛋白的表达及转录水平变化,测定肝内氧化应激水平及抗氧化应激因子NRF2的表达变化,以观察体重下降、减重代谢手术、摄食类型及摄食量等因素对小鼠体重、血糖、体脂含量的影响,对血清脂联素、肝脏细胞β氧化相关调控蛋白的影响,对肝细胞线粒体功能、氧化应激水平及抗氧化应激能力的影响。第三部分通过细胞层面的实验,对Hep G2细胞处以棕榈酸、脂联素类多肽等药物刺激,通过RT-q PCR、Western blot蛋白印迹实验、流式细胞检测技术,检测重要的脂肪因子ADPN对细胞脂代谢、线粒体β氧化、细胞氧化应激水平及抗氧化应激因子NRF2的调控或影响,验证脂肪-肝轴在减重代谢手术改善NAFLD过程中的部分潜在机制。结果:前期临床研究结果显示,NASH组患者出现更为明显的胰岛素抵抗、肝脂肪变性和肝损伤表现,并且NAFL和NASH两组患者出现血清ADPN水平的明显下降,同时相关性分析显示,ADPN水平与非酒精性脂肪性肝病的严重程度、胰岛素抵抗、肝脂肪变性、肝损伤以及肝脏过氧化氢（hydrogen peroxide,H2O2）水平呈负性相关,提示ADPN对非酒精性脂肪性肝病发病发展过程中的重要调控作用。再者,血清FFAs水平与肝脂肪变性和肝损伤存在相关性。另外发现,NASH组患者的肝脏线粒体β氧化相关调控通路蛋白表达水平和肝脏的氧化应激水平出现显著上调。但是令人意外的是,NASH组患者中,随着内源性氧化应激水平的升高,NRF2作为关键的抗氧化应激因子并未被成功激活,这可能会加剧非酒精性脂肪性肝病的病理进展。动物实验结果显示,SG和GB两种减重代谢手术均能降低小鼠体重、体脂含量,而GB术式还可调节小鼠的糖耐量异常等肥胖表现。对于减重代谢手术对肝脏的影响,结果显示SG和GB均可明显下调肝脏内的TG含量,缓解肝脏脂肪变。SG和GB术后肝内FFAs水平明显下降,而且GB术后血清FFAs水平也下调明显。在减重代谢手术对血清ADPN水平的影响上发现,只有GB术后血清脂联素水平出现较为明显的上调。进一步分析发现,GB术后肝脏β氧化速率调控关键蛋白CPT1a表达水平也上调明显。减重代谢手术后肝脏线粒体膜电位轻微下降,GB术后肝脏线粒体膜电位下降尤为明显,这可能源于代谢术后体重下降、体脂含量减少、非限制性的高脂饮食以及肝脏线粒体β氧化作用的增强等因素,导致肝脏对周身血液来源及肝脏自身含有的FFAs代谢增快,增加了肝脏线粒体的代谢负担,进而导致线粒体膜电位的下降或受损。另外,高脂饮食饲养下,均可诱导肝脏氧化应激水平的升高,而SG手术无法纠正多方面的氧化应激水平的升高,但GB手术确能抑制一定的总氧化应激刺激,并且这种抑制作用可能存在一定的体重下降依赖模式。同时,减重代谢手术可重新激活抗氧化应激转录因子NRF2的表达,推测激活NRF2表达的机制可能有体重的下降、线粒体源氧化应激水平升高的诱导及ADPN对肝脏的刺激,这些对于改善肝脏的抗氧化应激能力具有重要作用。体外细胞实验结果显示,ADPN可以有效改善Hep G2细胞内的TG沉积。另外ADPN可以增强在棕榈酸刺激下的Hep G2细胞的抗氧化应激转录因子NRF2及β氧化调控蛋白CPT1a的表达。再者,ADPN可以改善Hep G2的线粒体膜电位,稳定线粒体功能,同时下调棕榈酸刺激下Hep G2细胞的氧化应激水平。结论:在非酒精性脂肪性肝病患者中,尤其是在其中的NASH患者中,虽然肝脏内β氧化相关调控蛋白有一定的代偿性上调,但随着内源性氧化应激水平的增加,NRF2作为关键的抗氧化应激因子却并未被成功激活,抗氧化应激能力受损,而减重代谢手术可能会通过重新激活NRF2来恢复肝脏细胞的抗氧化应激能力,在肝脏线粒体β氧化调控增强的情况下稳定肝细胞的线粒体功能,下调氧化应激刺激水平,并最终改善NAFLD的整体病理表现。