小檗碱通过AMP激活蛋白激酶/Sirtuin 1通路改善酒精相关性肝病中的异常脂质代谢

Berberine Ameliorates Abnormal Lipid Metabolism via the Adenosine Monophosphate-Activated Protein Kinase/Sirtuin 1 Pathway in Alcohol-Related Liver Disease

作者信息Lin Zhu, Jie-Jie Xu, Hai-Di Li, Juan-Juan Li, Miao Cheng, Xue-Ni Niu, Peng-Cheng Jia, Jing-Yu Liu, Cheng Huang, Xiong-Wen Lv, Jun Li
PMID36870291
发布时间2023-04
DOI10.1016/j.labinv.2022.100041

实验完整度

包含体内小鼠模型(Gao-binge)和体外细胞模型(AML-12),并进行了SIRT1和AMPK的siRNA沉默、AMPK抑制剂处理及分子对接等机制验证。

主要模型

C57BL/6J雄性小鼠(Gao-binge模型诱导AFLD) AML-12细胞(乙醇刺激)

重点核对

小鼠模型:Gao-binge模型(慢性乙醇喂养16天+急性灌胃乙醇5 g/kg) BBR给药剂量:50、100、200 mg/kg(灌胃) 细胞处理:乙醇浓度100 mM,BBR浓度2.5、5、10 μM SIRT1和AMPK的siRNA敲低及AMPK抑制剂compound C处理 检测指标:ALT、AST、TG、TC、FFA、SREBP1C等表达

摘要

酒精性脂肪肝病(AFLD)是酒精相关性肝病的早期阶段,以肝细胞脂质代谢异常为特征。迄今为止,据我们所知,除了戒酒外,尚无有效策略预防或治疗酒精相关性肝病。小檗碱(BBR)是从黄连和黄芩等中药中提取的主要生物活性成分,可保护肝功能并缓解肝脏脂肪变性。然而,BBR在AFLD中的潜在作用仍不清楚。因此,本研究在体内研究了BBR对Gao-binge模型诱导的6-8周龄雄性C57BL/6J小鼠AFLD的保护作用,并在体外研究了乙醛(EtOH)诱导的alpha小鼠肝12(AML-12)细胞。结果显示,BBR(200 mg/kg)可减轻酒精性肝损伤,并抑制体内的脂质积累和代谢紊乱。一致地,BBR在体外EtOH刺激的AML-12细胞中有效抑制了固醇调节元件结合转录因子1C、固醇调节元件结合转录因子2、脂肪酸合酶和3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的表达,并促进了EtOH喂养小鼠和EtOH处理的AML-12细胞中Sirtuin 1(SIRT1)的表达。此外,SIRT1沉默减弱了BBR治疗缓解肝脏脂肪变性的潜力。机制上,分子对接揭示了BBR与AMP激活蛋白激酶(AMPK)的结合作用。进一步的研究结果表明,AMPK活性的降低伴随着SIRT1表达的显著抑制。SIRT1沉默减弱了BBR的保护作用,而其表达抑制对AMPK磷酸化无明显影响,表明在AFLD中SIRT1作用于AMPK下游。总之,BBR通过AMPK/SIRT1通路改善了AFLD小鼠的异常脂质代谢并减轻了EtOH诱导的肝损伤。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
小檗碱(BBR)是否通过AMPK/SIRT1通路改善酒精性脂肪肝病(AFLD)中的异常脂质代谢?
核心机制
BBR通过激活AMPK,促进SIRT1表达,进而抑制脂质合成相关基因(SREBP1C、SREBP2、FASN、HMGCR)的表达,改善脂质代谢紊乱。
主要证据
在Gao-binge模型小鼠和乙醇刺激的AML-12细胞中,BBR剂量依赖性地降低脂质积累和脂质合成基因表达,并在SIRT1或AMPK沉默后其保护作用减弱。
研究意义
BBR可能作为治疗AFLD的潜在药物,具有高效、安全、低成本的优势,为AFLD的临床治疗提供新的候选策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立体内和体外AFLD模型

模拟酒精性脂肪肝病的病理状态,用于评估BBR的保护作用。

体内采用Gao-binge模型(慢性乙醇喂养16天+急性乙醇灌胃)建立小鼠AFLD模型;体外用100 mM乙醇刺激AML-12细胞24小时。

2

评估BBR对肝损伤和脂质积累的影响

验证BBR是否减轻酒精诱导的肝损伤和脂肪变性。

检测血清ALT、AST、TG、TC水平,肝脏H&E和油红O染色,肝脏FFA和棕榈酸含量,以及肝脏脂质合成基因的表达。

3

验证BBR对SIRT1表达的促进作用

确定BBR是否上调SIRT1表达,并筛选SIRT家族中关键成员。

在乙醇刺激的AML-12细胞中检测SIRT1-7的mRNA水平,并在体内外检测SIRT1蛋白和血清浓度。

4

SIRT1敲低实验

验证SIRT1在BBR调节脂质代谢中的必要性。

用SIRT1 siRNA转染AML-12细胞,再给予BBR和乙醇处理,检测脂质合成基因的表达和脂质积累。

5

AMPK/SIRT1通路机制验证

探究BBR激活AMPK与SIRT1之间的上下游关系。

使用AMPK抑制剂compound C和AMPK siRNA,检测AMPK磷酸化、SIRT1表达及脂质合成基因的变化,并进行分子对接模拟BBR与AMPK的结合。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证动物模型
验证细胞功能变化
验证脂质积累
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
小檗碱J&K Scientific275920
抗SREBP1C抗体Biossbs-1402R
抗SREBP2抗体Zenbio513049
抗FASN抗体Abcamab22759
抗HMGCR抗体Abcamab215437
抗lamin B1抗体Abcamab16048
抗β-actin抗体Abcamab5694
抗AMPK抗体Cell Signaling Technology#2532
抗磷酸化AMPK抗体Cell Signaling Technology#2537
抗SIRT1抗体Cell Signaling Technology#2493
CCK8试剂盒BestBio--
游离脂肪酸ELISA试剂盒Colorful-Gene Biological Technology0246Mo
CYP2E1 ELISA试剂盒Colorful-Gene Biological TechnologyJM-03141M2
SIRT1 ELISA试剂盒JINGMEI Biological TechnologyJM-12390M1
ALT检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC009-2-1
AST检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC010-2-1
总胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA111-1-1
甘油三酯检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA110-1-1
乳酸脱氢酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA020-2-2
乙醇脱氢酶活性检测试剂盒Solarbio Science & Technology--
F-12培养基HyClone--
胎牛血清Gibco--
TRIzol试剂Invitrogen--
TAKARA逆转录试剂盒TAKARA--
Thermoscript qPCR合成试剂盒Accurate Biology--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
核蛋白提取试剂盒BestBio Biological TechnologyBB-3102
油红OYeasen Biotechnology--
数字切片扫描仪(Pannoramic MIDI)3DHISTECH--
封口膜Parafilm--
Discovery Studio软件neotrident--
异氟烷----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
小鼠品系(C57BL/6J),年龄(6-8周),体重(18-22g),饲喂方案(Gao-binge模型:16天喂养,含3天适应期,乙醇饲料占35.5%热量),急性乙醇剂量(5 g/kg,33%乙醇),BBR给药剂量(50、100、200 mg/kg)及方式(灌胃)
阅读提示:Materials and Methods: Mouse Alcoholic Fatty Liver Disease Model and Berberine Treatment
细胞培养和处理
细胞系(AML-12),培养基(F-12+5% FBS),乙醇浓度(100 mM),BBR浓度(2.5、5、10 μM),处理时间(乙醇24小时,BBR预孵育8-10小时)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture and Treatment
脂质积累检测
油红O染色步骤(固定、染色、洗涤),H&E染色步骤,肝脏TG/TC水平检测方法
阅读提示:Materials and Methods: Histopathology Analysis, Oil Red O Staining of Cells
基因和蛋白表达检测
RNA提取方法(TRIzol),qPCR引物序列(见表),Western blot抗体信息(SREBP1C、SREBP2等),核蛋白提取方法
阅读提示:Materials and Methods: RNA Extraction and Real-Time PCR, Western Blot
机制验证
SIRT1 siRNA和AMPK1α siRNA的转染条件(浓度、时间),compound C的处理浓度和时间,分子对接软件和参数(Discovery Studio CDOCKER,蛋白晶体3AQV)
阅读提示:Materials and Methods: Molecular Dynamic Simulation; Results: Sirtuin 1 Depletion..., Berberine Upregulated...