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成纤维细胞生长因子21(FGF21)是主要由肝脏分泌的激素样细胞因子,参与维持机体糖脂代谢的稳态,血清FGF21表达水平与非酒精性脂肪肝病(NAFLD)肝脏脂肪变性严重程度显著相关,为NAFLD的无创性诊断提供了新的血清标记物。然而FGF21作为血清标记物对NAFLD的预测价值尚不清楚。β-Klotho作为FGF21的共受体在FGF21信号传导过程中至关重要。β-Klotho和内质网应激与NAFLD之间的联系仍不十分清楚。因此,本课题聚焦于FGF21与NAFLD发生的关联研究以及其共受体β-Klotho在NAFLD相关的代谢性内质网应激中调控的分子机制研究。本研究分为二个部分,主要内容及结果如下:一、成纤维细胞生长因子21水平与非酒精性脂肪肝发生的关联目的:通过比较非酒精性脂肪肝病(NAFLD)发生前后患者血清FGF21水平的改变,评价FGF21对NAFLD的预测价值。方法:研究对象来自2007.5~2008.8年开展的上海糖尿病队列研究II(SHDS II),2011.7~2012.5年完成该人群的3年随访。选择基线和随访研究资料完整的安亭社区成人作为本次研究对象,基线符合标准的808名受试者中于2008年入组,660名受试者进入完成了3年的随访研究。全部研究对象均分别在基线以及随访时间,通过完成了肝脏超声诊断非酒精性脂肪肝和体格检查,并检测受试者血清FGF21浓度与人体测量参数、各项糖脂代谢指标和肝酶的实验室检测。分析基线无NAFLD人群中血清FGF21对NAFLD的预测作用。结果:442例基线无NAFLD的受试者中NFALD的3年累积发病率为17.87%(95%CI14.30–21.44%),其中年发病率为6.0%。新发生NAFLD人群的基线血清FGF21水平显著高于未发生NAFLD的人群:(319.12 pg/ml[172.65,518.78]vs.(199.10 pg/ml[123.56,322.80],P<0.001)。多元逐步回归显示基线血清FGF21水平和BMI是预测NAFLD的独立预测危险因素,而胰岛素稳态模型指数、脂联素和代谢综合症未能进入回归模型。ROC曲线分析显示通过根据基线血清FGF21和BMI建立的FGF21预测模型对3年后NAFLD发生有很好的预测价值(曲线下面积为0.816,95%CI 0.766–0.867)。ROC曲线评估依据基线血清FGF21和BMI建立的FGF21预测模型,当预测值为0.13和0.30可分别用于排除和诊断3年后NAFLD发病的切点。结论:人体血清FGF21水平是预测NAFLD发生的独立危险因素,有望成为预测诊断NAFLD的新型血清标志物。二、FGF21共受体β-Klotho与内质网应激在肝脏脂肪变性中的关联及机制目的:研究肝脏脂肪变性对内质网应激和β-Klotho的影响,并明确内质网应激对β-Klotho的调控作用及机制。方法:检测并分析高脂肪饮食诱导的肥胖小鼠、基因型肥胖小鼠和NAFLD患者肝脏中β-Klotho和内质网应激标记蛋白CHOP的表达及关联。在小鼠体内及体外细胞实验中明确内质网应激对β-Klotho的调控作用,并在细胞实验中阐明内质网应激对β-Klotho的调控机制。结果:肥胖小鼠和NAFLD患者的肝脏中,β-Klotho蛋白表达以及内质网应激标记蛋白CHOP均显著上升。在肝脏细胞系和小鼠原代肝细胞中,通过毒胡萝素和衣霉素诱导的内质网应激直接引起β-Klotho蛋白或m RNA表达水平的上升。衣霉素在小鼠体内诱导内质网应激同样导致肝脏中β-Klotho蛋白和m RNA的表达水平增加。内质网应激通过ATF4信号通路上调肝脏中β-Klotho的表达。通过在肝细胞中过表达β-Klotho能显著缓解内质网应激,提示内质网应激引起的β-Klotho上调可能是机体的一种适应性保护机制。结论:肝脏脂肪变性引起β-Klotho表达增加和内质网应激。内质网应激通过ATF4信号通路上调肝脏中β-Klotho的表达。