基于蛋白质组学技术研究Akkermansia muciniphila亚型对非酒精性脂肪性肝炎相关肝癌小鼠模型的保护机制

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ting1991
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研究背景与长期的临床和实验室研究来阐明慢性肝炎病毒感染(尤其是乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒)和酒精性肝病的分子机制相比,非酒精性肝病相关的肝细胞癌(NAS-HCC)的病理机制目前尚不清楚。随着肥胖、高血糖、高血脂等代谢综合征的患者越来越多,非酒精性脂肪性肝炎相关肝癌(non-alcoholic steatohepatitis-related hepatocellular carcinoma,NASH-HCC)现已成为肝癌重要组成部分。嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila,AKK)是一种从人类粪便中分离出来的椭圆形革兰氏阴性细菌。动物试验表明,AKK对肥胖、高血脂、高血糖、胰岛素抵抗等代谢性疾病具有改善作用。目前我们课题组的研究发现,给予小鼠嗜黏蛋白阿克曼菌亚型(Akkermansia muciniphila subtype,AKKsub)的灌胃治疗,可以降低高脂饮食(high fatdiet,HFD)小鼠的体重增加以及炎症因子水平,并且改善了奥氮平诱导的高血糖和胰岛素抵抗。此外,在NASH-HCC模型和酒精性脂肪性肝炎相关肝癌模型小鼠的研究中,都发现AKK的丰度有所下降。但目前AKKsub对链脲佐菌素-高脂饮食(STZ-HFD)诱导的NASH-HCC模型小鼠的高血糖、高血脂及肝癌发生率等是否也具有改善作用,尚未有相关文献报道。因此,本研究目的是探讨AKKsub对STZ-HFD诱导的NASH-HCC模型小鼠的肥胖、高血糖、高血脂等代谢性疾病有着怎样的影响,以及AKKsub在肝细胞癌中的发生发展。实验建立NASH-HCC小鼠模型,使用本课题组从人体肠道中分离得到的AKK亚型(AKK subtype,AKKsub,GP01菌株)对小鼠进行灌胃治疗。方法本实验研究对象为雄性C57BL/6小鼠。对出生2天后的幼鼠给予皮下注射链脲佐菌素(streptozocin,STZ)200μg/只,并且4周龄时开始给予高脂饮食诱导。6周龄检测小鼠血糖,评估判断小鼠高血糖模型是否成功建立。取造模成功后的小鼠,分成实验组与对照组两组,每天给予5×109 CFU/200μL AKKsub菌液或者200μL无菌PBS进行灌胃,持续16周。每周进行小鼠的体重以及饲料摄入量的检测。第22周龄时处死小鼠,采集小鼠的血液、肝脏、结肠组织以及粪便,采用PCR、ELISA、蛋白质组学等实验方法,分析小鼠的血糖血脂、体重摄食量、肝脏病理以及肝脏蛋白质组表达的变化情况。结果AKKsub灌胃及处死小鼠后,根据肝脏病理结果,将小鼠分组:实验正常组小鼠(TB1),实验脂肪肝组小鼠(TB2),实验腺瘤组小鼠(TA1),实验肝癌组小鼠(TA2),对照脂肪肝组小鼠(CB2),对照腺瘤组小鼠(CA1),对照肝癌组小鼠(CA2)。本研究发现:(1)AKKsub可以明显改善STZ-HFD诱导NASH-HCC小鼠的糖代谢,但不能改善肥胖、高脂血症。(2)AKKsub可以降低STZ-HFD诱导的NASH-HCC模型小鼠血清内毒素血症的水平,增加黏液细胞数量来降低肠道通透性,从而改善肠屏障功能。(3)AKKsub可使NASH-HCC模型小鼠的血清IL-6水平有所升高。(4)AKKsub可以逆转NASH-HCC小鼠肝脏的脂肪病变。(5)AKKsub可以减缓NASH-HCC小鼠中肝癌的发生发展。(6)蛋白质组学测定发现,在实验组与对照组(T vs C)比较中有13个蛋白表达发生上调,24个蛋白表达发生下调。TB1/TA2对比中有110个上调蛋白,90个下调蛋白;在TB1/CA2对比中有176个上调蛋白,261个下调蛋白;在TA2/CA2对比中有17个上调蛋白,40个下调蛋白。(7)与未给予AKKsub的NASH-HCC模型小鼠相比,AKKsub可以降低小鼠肝脏中三羧酸循环的苹果酸酶2(malic enzyme,ME2)的转录与表达水平,并且与未给予AKKsub灌胃的肝癌小鼠相比,AKKsub也可以降低肝癌中的ME2的表达水平。(8)线粒体转运蛋白共济蛋白(frataxin,FXN)在发生肝癌的小鼠中表达降低。(9)抑癌蛋白PTEN转运蛋白Importin-11蛋白在发生肝癌的小鼠中表达增高。结论本研究发现AKKsub可以通过改善STZ-HFD诱导的NASH-HCC模型小鼠的肠道屏障功能,降低高糖血症,逆转NASH-HCC小鼠肝脏的脂肪病变,并且明显降低三羧酸循环过程的苹果酸酶2(ME2)的转录与表达水平,进而减缓NASH-HCC小鼠中肝癌的发生发展。此外线粒体转运蛋白frataxin蛋白在肝癌小鼠中的表达降低,说明frataxin的表达在肝癌中可能发挥保护作用。而抑癌蛋白PTEN转运蛋白Importin-11在肝癌小鼠中的表达增高,说明Importin-11的过表达在肝癌中可能发生促癌作用。
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