microRNA-18a-5p调控高脂饮食反应中的肝脏脂质蓄积

MicroRNA-18a-5p regulates hepatic lipid accumulation in response to high-fat diet.

作者信息Giuseppe Petito, Nunzia Magnacca, Arianna Cuomo, Maria Ventriglia, Angelo Fusco, Massimo Venditti, Sara Falvo, Nicoletta Potenza, Antonia Lanni, Federica Cioffi, Rosalba Senese
PMID40980810
发布时间2025-09-04
DOI10.3389/fphys.2025.1661428

实验完整度

包含体内大鼠模型和体外HepG2细胞模型两个独立证据层级,并通过miR-18a-5p过表达进行了功能验证。

主要模型

HFD诱导的MASLD雄性Wistar大鼠模型 脂肪酸(油酸/棕榈酸)处理的HepG2细胞模型

重点核对

miR-18a-5p在血清和肝脏中的表达水平(HFD vs 正常饮食) SREBP1c、p-PERK、p-eIF2α、ATF4的蛋白表达水平 自噬标志物LC3B、Beclin-1、ATG16L1、ATG5、ATG9A、p62的表达 凋亡标志物Caspase-3和Bcl-2的表达 HepG2细胞中miR-18a-5p过表达对脂质蓄积和ER应激的影响

摘要

Introduction: Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease (MASLD), formerly known as Nonalcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD), is characterized by hepatic lipid accumulation, inflammation, and progressive liver injury, potentially leading to steatohepatitis, cirrhosis, and hepatocellular carcinoma (HCC). Central to MASLD pathogenesis are dysregulated lipid metabolism and unresolved endoplasmic reticulum (ER) stress, with sterol regulatory element-binding protein 1 c (SREBP1c) and the protein kinase RNA-like ER kinase (PERK) -eukaryotic initiation factor 2 alpha (eIF2α) signaling pathway playing key roles. This study investigates the regulatory role of microRNA-18a-5p (miR-18a-5p) in lipid accumulation during MASLD induced by a high-fat diet (HFD).Methods: Experiments were performed on male Wistar rats fed either a standard or high-fat diet to induce MASLD. In addition, HepG2 cells were treated with fatty acids to establish an in vitro model of MASLD.Results: In HFD fed rats, miR-18a-5p was significantly downregulated, coinciding with increased SREBP1c expression, PERK pathway activation, hepatic lipid accumulation, apoptosis, and impaired autophagy flux. A similar pattern was observed in fatty acid-treated HepG2 cells, confirming the translational relevance of the findings. Notably, miR-18a-5p overexpression reduced lipid accumulation, attenuated ER stress, restored autophagy, and suppressed apoptosis, in both in vivo and in vitro models.Conclusion: These results identify miR-18a-5p as a key regulator of lipid homeostasis and ER stress in MASLD, suggesting its potential as a novel therapeutic target. Understanding such molecular mechanisms is crucial for developing effective strategies against this increasingly prevalent liver disease.

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
miR-18a-5p在MASLD相关的肝脏脂质蓄积和ER应激中发挥什么调控作用?
核心机制
miR-18a-5p可能通过靶向SREBP1c调控脂肪生成,并影响PERK-eIF2α信号通路,从而调节脂质代谢、ER应激、自噬和凋亡。
主要证据
HFD大鼠和FA处理的HepG2细胞中miR-18a-5p下调,SREBP1c、p-PERK、p-eIF2α上调;miR-18a-5p过表达可降低SREBP1c表达、减轻ER应激、减少脂质蓄积、改善自噬并抑制凋亡。
研究意义
研究提示miR-18a-5p是MASLD中脂质稳态和ER应激的关键调节因子,可能作为新的治疗靶点。

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HFD诱导的MASLD大鼠模型

评估高脂饮食是否能诱导大鼠出现MASLD特征

雄性Wistar大鼠分为标准饮食组和高脂饮食组,饲喂5周后检测代谢参数、肝脏形态、脂质积累及胰岛素敏感性。

2

检测血清和肝脏中miR-18a-5p及脂质代谢相关基因表达

探究HFD对miR-18a-5p表达及SREBP1c、PERK通路的影响

通过qRT-PCR检测miR-18a-5p、Srebp1c、Perk、Eif2α的表达,通过Western blot检测SREBP1c、p-PERK、p-eIF2α和ATF4的蛋白水平。

3

评估HFD对肝脏自噬和凋亡的影响

探究HFD是否影响肝脏自噬和凋亡过程

通过Western blot检测自噬标志物(LC3B、Beclin-1、ATG16L1、ATG5、ATG9A、p62)和凋亡标志物(Caspase-3、Bcl-2)的表达,并通过流式细胞术检测LC3B水平。

4

建立脂肪酸处理的HepG2细胞MASLD模型

验证体外模型中miR-18a-5p及脂质代谢相关变化是否与体内一致

HepG2细胞用油酸和棕榈酸混合物处理24小时,检测脂质积累(ORO染色)、细胞活力(MTT)、miR-18a-5p表达及SREBP1c、PERK、eIF2α表达。

5

验证miR-18a-5p过表达对脂质蓄积和ER应激的影响

探究miR-18a-5p过表达是否能减轻FA诱导的脂质蓄积和ER应激

HepG2细胞转染miR-18a-5p mimic后,用FA混合物处理,检测脂质蓄积、SREBP1c、p-PERK、p-eIF2α的表达变化。

6

验证miR-18a-5p过表达对自噬和凋亡的影响

探究miR-18a-5p过表达是否能改善自噬流并抑制凋亡

检测转染miR-18a-5p mimic并处理FA的HepG2细胞中自噬和凋亡标志物的表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Global Diet 2018SHarlan Teklad--
冻干羊肉Liomellin--
纤维素Sigma-Aldrich--
矿物质混合物ICN Biomedical--
维生素混合物ICN Biomedical--
低盐黄油Lurpak--
比色酶法试剂盒SGM Italia--
葡萄糖----
优泌乐Eli Lilly--
DNA/RNA氧化损伤ELISA试剂盒Cayman Chemical Company--
苏丹黑B----
Leica显微镜(型号DM6000B)LeicaDM6000B
Leica相机(型号DFC 450 C)LeicaDFC
新鲜/冷冻组织细胞悬液分离试剂盒Invent Biotechnologies--
Guava自噬LC3B抗体检测试剂盒Cytek Biosciences--
Guava EasyCyte 5系统Cytek Biosciences--
RIPA裂解液----
亮抑酶肽Merck--
BioRad DC蛋白定量法Biorad Laboratories--
SDS-PAGE凝胶----
硝酸纤维素膜----
脱脂奶粉----
吐温20Merck--
牛血清白蛋白Merck--
SREBP1c抗体Santa Cruz Biotechnologysc-366
p-PERK(Thr980)抗体Cell Signaling3179
PERK抗体Cell Signaling3192
p-eIF2α(Ser51)抗体Cell Signaling3398
eIF2α抗体Cell Signaling2103
ATF4抗体AbclonalA18687
LC3B抗体Santa Cruz Biotechnologysc-376404
ATG5抗体Novus BiologicalsNB110-53818
ATG16L1抗体Novus BiologicalsNB110-82384
ATG9A抗体Novus BiologicalsNB110-56893
Beclin-1抗体Cell Signaling3738
p62抗体Cell Signaling5114
Caspase-3抗体Cell Signaling9662
Bcl-2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7382
B-ACTIN抗体Bioss Antibodiesbs-0061R
山羊抗小鼠IgG H&L (HRP)Abcamab97023
山羊抗兔IgG多克隆二抗 - H&L (HRP)Abcamab97051
Chemi Doc成像系统Biorad Laboratories--
miRNeasy Mini试剂盒Qiagen--
NanoDrop 2000c分光光度计Thermo Scientific--
miScript II RT试剂盒Qiagen--
大鼠血清和血浆miRNA PCR芯片Qiagen--
miScript SYBR Green PCR试剂盒Qiagen--
MyiQ2实时荧光定量PCR仪Biorad Laboratories--
SuperScript IV逆转录酶Thermo Scientific--
随机六聚体引物----
dNTP混合物----
IQ SYBR Green预混液Biorad Laboratories--
TaqMan miRNA检测试剂盒Applied Biosystems--
DMEM培养基Thermo Scientific--
青霉素----
链霉素----
胎牛血清Thermo Scientific--
油酸Merck--
棕榈酸Merck--
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Scientific--
hsa miR-18a-5p模拟物Thermo Scientific--
miRNA模拟物阴性对照Thermo Scientific--
油红O----
BioTek Synergy H1分光光度计Agilent Technologies--
MTTMerck--
二甲基亚砜Merck--
Triton-X100----
正常山羊血清----
抗LC3抗体----
抗Caspase-3抗体----
二抗(#A32731)Thermo Fisher ScientificA32731
二抗(SAB4600082)Sigma-AldrichSAB4600082
DAPI封片剂Abcamab104139
Leica DM 5000 B + CTR 5000荧光显微镜Leica Microsystems--
GraphPad Prism 8.0.1统计软件GraphPad Software--

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
大鼠品系、性别、年龄、饮食配方和持续时间
阅读提示:见2.1节和3.1节,Table 3
细胞模型建立
细胞系、FA混合物浓度和比例、处理时间
阅读提示:见2.11节和3.4节
miR-18a-5p过表达
转染试剂、mimic浓度、转染时间、FA处理时间
阅读提示:见2.12节和3.6节
蛋白表达检测
抗体稀释度、蛋白上样量、内参蛋白
阅读提示:见2.7节和补充表S1
自噬和凋亡检测
检测方法(WB、流式、IF)、标志物选择
阅读提示:见3.3节和3.5节