非诺贝特改善高脂饮食诱导的非酒精性脂肪性肝病小鼠的胰岛素抵抗和肝脏脂肪变性并调节Let-7/SERCA2b轴

Fenofibrate Improves Insulin Resistance and Hepatic Steatosis and Regulates the Let-7/SERCA2b Axis in High-Fat Diet-Induced Non-Alcoholic Fatty Liver Disease Mice.

作者信息Dan Zhang, Shanzhuang Niu, Yicheng Ma, Hang Chen, Yu Wen, Mingke Li, Bo Zhou, Yi Deng, Chunjing Shi, Guangyu Pu, Meng Yang, Xianmei Wang, Chenggang Zou, Yuanli Chen, Lanqing Ma
PMID35126113
发布时间2022-01-19
DOI10.3389/fphar.2021.770652

实验完整度

包含动物模型和细胞实验两个层面,有western blot、qRT-PCR、ELISA、荧光素酶报告基因等验证,但未涉及基因敲除或过表达等功能实验。

主要模型

高脂饮食诱导的非酒精性脂肪性肝病小鼠模型 HepG2人肝癌细胞系

重点核对

小鼠品系:C57BL6/J雄性,6周龄 造模及处理:正常饮食或高脂饮食喂养14周,最后4周每天口服0.5% CMC-Na(溶媒)或非诺贝特(40 mg/kg) SERCA2b 3'UTR报告基因验证:HepG2细胞共转染psicheck2-3'UTR与let-7模拟物或阴性对照模拟物48小时 let-7靶基因预测:使用TargetScan和miRDB数据库

摘要

非诺贝特在临床治疗中被广泛用于有效改善非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的发展;然而,其具体分子作用机制在很大程度上仍不清楚。MicroRNA(miRNA)是NAFLD过程中调节内质网(ER)应激的关键介质,miRNA的失调已在NAFLD病理生理学中得到证实。本研究旨在确定非诺贝特是否能影响NAFLD中的miRNA表达,并探讨非诺贝特在脂质代谢紊乱相关疾病中的具体作用机制。我们发现非诺贝特减轻了ER应激并增加了SERCA2b的水平,SERCA2b是ER应激的调节因子。此外,let-7 miRNA的水平受非诺贝特调节;let-7被发现靶向SERCA2b的3'非翻译区。目前的数据表明,非诺贝特对胰岛素抵抗的保护作用及其对过度肝脏脂质积累的抑制活性可能与let-7/SERCA2b轴的改变和ER应激的减轻有关。

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
非诺贝特是否通过影响miRNA表达(特别是let-7)来改善高脂饮食诱导的NAFLD小鼠的内质网应激、胰岛素抵抗和肝脏脂肪变性?
核心机制
非诺贝特降低let-7家族表达,let-7直接靶向SERCA2b的3'UTR并负调控其表达,从而减轻内质网应激,改善胰岛素抵抗和肝脏脂肪堆积。
主要证据
动物实验显示非诺贝特降低DIO小鼠体重、肝脂肪变性和HOMA-IR,升高SERCA2b蛋白水平(western blot和免疫组化)并降低let-7家族水平(RT-qPCR);细胞实验通过荧光素酶报告基因证实let-7直接靶向SERCA2b 3'UTR。
研究意义
非诺贝特在NAFLD中的保护作用可能与let-7/SERCA2b轴的调节有关,这些发现可能有助于开发针对脂质代谢紊乱或内质网应激相关疾病的高效治疗方法。

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

动物模型建立与药物处理

验证非诺贝特对高脂饮食诱导的NAFLD小鼠的体重、肝脂肪变性和胰岛素抵抗的影响

6周龄雄性C57BL6/J小鼠,对照组喂正常饮食,高脂饮食组喂HFD(20%碳水化合物、20%蛋白质、60%脂肪,总热量25.07 kJ/g)14周;最后4周,HFD组给予0.5% CMC-Na灌胃,非诺贝特组给予非诺贝特40 mg/kg灌胃。每周测量体重。

2

肝脏组织学检测

评估非诺贝特对肝脏脂肪沉积、纤维化和炎症的影响

取肝组织,固定、石蜡包埋,切片进行HE染色、油红O染色、Masson染色;免疫组化检测F4/80和SERCA2b表达。

3

代谢指标测定

评估非诺贝特对胰岛素抵抗和血脂的影响

麻醉后心脏取血,测量空腹血糖;用ELISA试剂盒测血清胰岛素和TG;计算HOMA-IR和HOMA-ISI。

4

蛋白表达检测

验证非诺贝特对内质网应激相关蛋白及SERCA2b表达的影响

提取肝组织蛋白,进行western blot检测BiP、CHOP、SERCA2b和SCD-1表达。

5

miRNA表达分析

检测非诺贝特对let-7家族成员表达的影响

提取肝组织RNA,用RT-qPCR检测let-7a,b,c,d,e,f,g,i和miR-98的表达。

6

let-7对SERCA2b的靶向验证

验证let-7是否能直接结合SERCA2b 3'UTR并调控其表达

通过TargetScan和miRDB预测let-7结合位点;构建SERCA2b 3'UTR荧光素酶报告载体,与let-7模拟物或阴性对照共转染HepG2细胞,48小时后检测荧光素酶活性。

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--
胎牛血清Hyclone--
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
双荧光素酶检测系统Promega--
PVDF膜Millipore--
ECL底物试剂Thermo Scientific32109
anti-ATP2A2/SERCA2b抗体Cell Signaling Technology4388
anti-BiP抗体Cell Signaling Technology3183
anti-CHOP抗体Cell Signaling Technology2895
anti-GAPDH抗体Cell Signaling Technology8884
miRcute miRNA提取试剂盒TransgenDP501
miRcute Plus miRNA第一链cDNA合成试剂盒TransgenKR211-01
miRcute Plus miRNA qPCR试剂盒TransgenFP411-01-01
小鼠胰岛素ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M1382c
甘油三酯检测试剂盒ElabscienceE-BC-K261
非诺贝特----
羧甲基纤维素钠----
Leica Aperio CS2数字病理扫描系统Leica--
anti-F4/80抗体Proteintech--
Amersham Imager 600成像仪GE Healthcare--

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
动物造模与给药
小鼠品系、性别、周龄;高脂饮食组成及喂养周期;非诺贝特剂量(40 mg/kg)、给药途径(口服灌胃)及持续时间(4周);溶媒对照(0.5% CMC-Na)。
阅读提示:Materials and Methods: Animals
组织学与免疫组化
切片厚度、染色方法(HE、油红O、Masson)、抗体稀释比例(SERCA2b 1:800)、图像采集系统、定量软件及视野数量。
阅读提示:Materials and Methods: Histology and Immunohistochemistry
代谢指标测定
空腹血糖和胰岛素测定方法、ELISA试剂盒货号、HOMA-IR及HOMA-ISI计算公式。
阅读提示:Materials and Methods: ELISA
Western blot
上样量(20 μg/10 μl)、SDS-PAGE浓度(7.5%、10%、12.5%)、一抗及其货号、二抗未明确、ECL底物及成像系统。
阅读提示:Materials and Methods: Western Blotting
RT-qPCR
RNA提取试剂盒、逆转录及qPCR试剂盒、引物序列(见补充表S1)、内参U6、循环条件(文中未明确说明)、数据计算方法。
阅读提示:Materials and Methods: Quantitative Real-Time PCR
荧光素酶报告基因实验
HepG2细胞培养条件、转染试剂(Lipofectamine 2000)、报告基因载体(psiCHECK2)、let-7模拟物及阴性对照序列、转染后检测时间(48小时)。
阅读提示:Materials and Methods: Luciferase Reporter Assay