多组学分析揭示鹅去氧胆酸在脂肪酸代谢和脂质稳态中的调控作用

Multiomics analysis revealed the regulatory role of chenodeoxycholic acid in fatty acid metabolism and lipid homeostasis.

作者信息Lishuang Li, Xing Ren, Xinyu Gao, Yujia Zhao, Yuman Ma, Junxiao Gong, Shuo Yang, Yanan Sun, Yi Wang
PMID40660235
发布时间2025-07-14
DOI10.1186/s12944-025-02656-w

实验完整度

包含体外细胞模型(RM-1和原代皮脂腺细胞)、体内金黄地鼠模型,以及转录组学、蛋白质组学、脂质组学等多组学分析,并进行了功能验证(如脂质检测、线粒体膜电位、Western blot等)。

主要模型

RM-1小鼠前列腺癌细胞 原代皮脂腺细胞 金黄地鼠皮脂腺模型

重点核对

CDCA浓度:RM-1细胞IC10为0.05 µmol/L;原代皮脂腺细胞使用25 µmol/L(非毒性浓度) 刺激条件:RM-1细胞用0.1 mmol/L LA;原代皮脂腺细胞用0.0125 mmol/L LA;DHT浓度为20 µg/mL 处理时间:CDCA处理24小时,DHT刺激48小时 动物实验:金黄地鼠皮内注射CDCA注射液(2 mg CDCA/2 mL),每日一次,连续6天 重复数:大部分实验n=6,动物组织定量n=15

摘要

目的:本研究旨在探讨鹅去氧胆酸(CDCA)对脂质代谢的调控作用及机制,并评估其在脂质代谢相关疾病如痤疮、脂溢性脱发和前列腺癌中的治疗潜力,以期寻找更安全、更可持续的治疗替代方案。方法:利用RM-1(小鼠前列腺癌细胞)和原代皮脂腺细胞,分别经亚油酸(LA)和二氢睾酮(DHT)刺激建立脂质过度产生模型。通过转录组学、蛋白质组学和脂肪酸靶向代谢组学探讨CDCA的作用机制。体内验证通过皮内注射CDCA到金黄地鼠皮脂腺区域,评估其对皮脂脂质代谢的影响。结果:CDCA显著降低了小鼠前列腺癌细胞(RM-1)和原代皮脂腺细胞内的脂质积累,并抑制雄激素受体(AR)的表达,同时下调关键脂肪生成酶(SREBF1、FASN、FADS2)。CDCA处理的细胞中线粒体膜电位得以恢复。多组学分析显示,CDCA调节脂肪酸生物合成和降解、能量代谢、线粒体功能以及过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)信号通路。脂质组学分析表明,CDCA处理后,饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸的转变。在体内,CDCA减少了金黄地鼠的皮脂脂质积累并下调PPAR-γ的表达。结论:CDCA在脂质代谢、激素信号和线粒体动力学方面发挥了多方面的调节作用。这些效应有助于维持皮脂腺稳态,并支持开发创新且可能更具生物相容性的脂质相关疾病疗法。补充信息:在线版本包含补充材料,可在10.1186/s12944-025-02656-w获取。

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
CDCA如何调控脂肪酸代谢和脂质稳态,及其在痤疮、脂溢性脱发和前列腺癌等脂质相关疾病中的治疗潜力。
核心机制
CDCA通过下调脂肪生成关键酶(SREBF1、ACC、FASN、FADS1-3、SCD1)抑制脂肪酸从头合成,同时可能通过激活β-氧化相关通路促进脂肪酸降解;调节线粒体功能和能量代谢,并抑制雄激素受体(AR)表达。
主要证据
在RM-1细胞和原代皮脂腺细胞中,CDCA抑制LA和DHT诱导的脂质积累,降低AR表达和线粒体膜电位;RNA-Seq和蛋白质组学显示脂肪酸代谢、能量代谢和PPAR-γ信号通路改变;脂肪代谢组学显示不饱和脂肪酸比例增加;在金黄地鼠模型中,CDCA减少皮脂腺脂质积累并降低PPAR-γ表达。
研究意义
CDCA作为熊胆粉的主要活性成分,具有调节脂质代谢的潜力,为痤疮、脂溢性脱发和前列腺癌等脂质相关疾病提供新的治疗策略,同时为胆汁酸的肝外功能提供新见解。

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

筛选CDCA对细胞活力和脂质积累的影响

评估不同胆汁酸对RM-1细胞活力和脂肪积累的影响,并确定CDCA的有效浓度。

使用CCK-8检测CA、DCA、UDCA和CDCA处理RM-1细胞24小时后的活力,通过Nile Red染色评估LA诱导的脂质积累被各胆汁酸抑制的程度。

2

CDCA对RM-1细胞脂质代谢、线粒体膜电位和AR表达的影响

验证CDCA在RM-1细胞中抑制脂质积累、调节线粒体功能及AR表达的作用。

LA和/或CDCA处理RM-1细胞后,Nile Red染色检测脂质积累,JC-10染色检测线粒体膜电位,免疫荧光和Western blot检测AR表达。

3

多组学分析CDCA调控RM-1细胞脂质代谢的机制

利用转录组学揭示CDCA影响脂质代谢相关通路和关键基因。

RNA-Seq分析对照组、LA组和CDCA+LA组的基因表达差异,KEGG富集分析,qPCR和Western blot验证关键脂质代谢基因。

4

CDCA对金黄地鼠皮脂腺脂质代谢的影响(体内验证)

验证CDCA在体内对皮脂腺脂质积累和细胞活性的影响。

金黄地鼠皮内注射CDCA后,通过皮肤镜、油红O染色、HE染色和免疫荧光检测皮脂腺大小、脂质积累、Ki67、AR和PPAR-γ表达。

5

CDCA对原代皮脂腺细胞脂质代谢和脂肪酸组成的影响

验证CDCA在原代皮脂腺细胞中调节脂质积累、脂肪酸组成和AR表达的作用。

原代皮脂腺细胞经LA和/或CDCA处理后,CCK-8检测活力,Nile Red染色检测脂质,JC-10检测线粒体膜电位,脂肪酸代谢组学分析脂肪酸组成,DIA蛋白质组学分析通路,免疫荧光检测AR。

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
DMEM培养基HyClone LaboratoriesSH30022.01
上皮细胞培养基Meisen Cell TechnologyCTCC-009-613
胎牛血清----
青霉素/链霉素/两性霉素B----
上皮细胞生长添加物----
胆酸Macklin Biochemical Co., Ltd.81-25-4
脱氧胆酸Macklin Biochemical Co., Ltd.83-44-3
熊去氧胆酸Macklin Biochemical Co., Ltd.128-13-2
鹅去氧胆酸Macklin Biochemical Co., Ltd.474-25-9
CCK-8溶液Dojindo LaboratoriesCK04
酶标仪(Synergy H1)BioTek--
二氢睾酮Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.D413176
尼罗红Solarbio Life Sciences7385-67-3
倒置显微镜(CKX41)Olympus--
JC-10染色工作液Solarbio Life SciencesCA1310
TRIzol试剂Invitrogen15596018
ReverTra Ace qPCR RT Master MixTOYOBOFSQ-201
SYBR Green预混液TOYOBOPK-201
PCR引物Shanghai Sangon Biotech Co., Ltd.--
抗FASN抗体Abclonal Biotechnology Co., LtdA19050
抗FADS2抗体Abclonal Biotechnology Co., LtdA24354
抗Histone 3抗体Abclonal Biotechnology Co., LtdA4835
抗SREBF1抗体Proteintech14088-1-AP
ChemiDoc成像系统BIO-RAD--
Illumina NovaSeq Xplus平台Illumina Inc.--
超高效液相色谱-串联质谱(ExionLC™ AD系统和QTRAP® 6500+质谱仪)AB SCIEX--
CDCA注射液----
医用电子皮肤镜(CH-DSIS-2000)Chuanghong Medical Technology--
油红O染色试剂盒Solarbio Life SciencesG1261
HE染色试剂盒Solarbio Life SciencesG1120
抗Ki67抗体Proteintech27309-1-AP
抗细胞角蛋白5抗体Proteintech66727-1-Ig
触摸屏显微镜(RVL2-K2)Echo Laboratories--

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
细胞培养
RM-1细胞和原代皮脂腺细胞的来源、培养基组分、培养条件(37℃、5% CO2)、细胞传代范围(4-8代)
阅读提示:Materials and methods, Cell culture of RM-1 and primary sebaceous gland cells
药物处理
CDCA浓度(RM-1细胞IC10=0.05 µmol/L,IC20;原代皮脂腺细胞25 µmol/L)、LA浓度(0.1 mmol/L和0.0125 mmol/L)、DHT浓度(20 µg/mL)、处理时间(24小时和48小时)
阅读提示:Materials and methods, Nile red staining; Results, Fig. 2 and Fig. 5
动物实验
金黄地鼠品系、周龄、体重(约120g)、注射剂量(2mg CDCA/2mL)、注射方式(皮内)、注射频率(每日一次,连续6天)、对照组(空白对照溶液)
阅读提示:Materials and methods, Golden hamster model
多组学分析
RNA-Seq样本处理、脂肪酸代谢组学样本量(300 µL)、DIA蛋白质组学差异蛋白阈值(>1.2倍或<0.83倍,P<0.05)
阅读提示:Materials and methods, Multi-Omics profiling
检测指标
脂质积累(Nile Red)、线粒体膜电位(JC-10)、mRNA表达(qPCR)、蛋白表达(Western blot)、组织学(油红O、HE、免疫荧光)
阅读提示:Materials and methods, 相应检测方法