药理学抑制Lin28促进生酮作用并在非酒精性脂肪肝病模型中恢复脂质稳态

Pharmacological inhibition of Lin28 promotes ketogenesis and restores lipid homeostasis in models of non-alcoholic fatty liver disease.

作者信息Evangelia Lekka, Aleksandra Kokanovic, Simone Mosole, Gianluca Civenni, Sandro Schmidli, Artur Laski, Alice Ghidini, Pavithra Iyer, Christian Berk, Alok Behera, Carlo V Catapano, Jonathan Hall
PMID36572670
发布时间2022-12-26
DOI10.1038/s41467-022-35481-1

实验完整度

包含体外细胞实验(HepG2、AML12)、动物模型(Pten敲除和饮食诱导NAFLD)、机制验证(双荧光素酶报告基因)及功能验证。

主要模型

HepG2细胞 AML12细胞 Pten-/-小鼠 高脂饮食小鼠

重点核对

C1632处理剂量(50 mg/kg,腹腔注射)和时间(5天每日或每周3次) 细胞实验中C1632的浓度(如100 μM)及处理时间(4天) 脂肪酸混合物处理浓度(油酸和棕榈酸,2:1,最终0.9 mM) siRNA转染浓度(20 nM siLin28B) 动物模型类别(Pten-/-和高脂饮食小鼠)及处理周期(6周或4周)

摘要

Lin28 RNA结合蛋白是胚胎干细胞因子,在发育中发挥关键作用。Lin28抑制let-7 microRNA的生物发生并调节mRNA翻译。值得注意的是,let-7抑制Lin28,形成一个双重负反馈回路。Lin28/let-7轴位于代谢重编程和肿瘤发生的界面,因此是多种疾病的潜在靶点。在本研究中,我们使用化合物C1632(一种药物样Lin28抑制剂),并表明Lin28/let-7轴调节肝细胞中生酮和脂肪生成之间的平衡。因此,抑制Lin28激活酮体的合成和分泌,同时抑制脂肪生成。这至少部分通过let-7介导的核受体辅阻遏物1的抑制实现,从而释放由过氧化物酶体增殖物激活受体α介导的生酮基因表达。通过这种方式,小分子Lin28抑制在多种细胞和雄性小鼠肝脏脂肪变性模型中对脂质积累具有保护作用。总体而言,本研究强调Lin28抑制剂是治疗异常脂质沉积肝脏疾病的候选药物。

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
药理学抑制Lin28是否影响脂质代谢,特别是生酮和脂肪生成,并改善非酒精性脂肪肝病?
核心机制
Lin28抑制通过let-7介导的NCoR1 mRNA 3'UTR靶向,降低NCoR1蛋白水平,解除对PPARα的抑制,促进生酮基因表达;同时抑制SREBP1介导的脂肪生成。
主要证据
在HepG2和AML12细胞中,C1632处理降低脂质积累并增加β-OHB分泌;在Pten-/-和高脂饮食小鼠模型中,C1632治疗改善肝脂肪变性,降低肝甘油三酯和ALT水平。
研究意义
研究表明Lin28抑制剂可能成为治疗非酒精性脂肪肝病等脂质沉积异常疾病的候选药物。

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

体内验证Lin28抑制效果

确认C1632在体内抑制Lin28并影响胰岛素信号通路

C57BL/6J和裸鼠接受C1632(50 mg/kg)或溶剂对照连续5天或3周,检测肝和肌肉中Lin28A/B、p-AKT、INSR蛋白表达及血清β-OHB。

2

细胞水平验证生酮作用

验证Lin28抑制是否直接促进肝细胞生酮

AML12和HepG2细胞在含脂肪酸混合物(油酸:棕榈酸=2:1)的培养基中,用C1632、C4019或siLin28B处理,检测培养基中β-OHB水平。

3

机制解析:let-7对NCoR1的调控

确定let-7是否直接靶向NCoR1 3'UTR并调节其表达

通过双荧光素酶报告基因实验,将含有let-7结合位点的NCoR1 3'UTR克隆至psiCHECK-2载体,转染HEK293T细胞,检测let-7过表达或C1632处理后的荧光素酶活性。

4

体外恢复脂质稳态

评估C1632对细胞脂质积累的缓解作用

AML12和HepG2细胞用油酸诱导脂质积累,同时用C1632处理,通过Oil Red O染色和实时PCR评估脂质含量及脂肪生成和氧化基因表达。

5

遗传性NAFLD模型验证

验证C1632在Pten-/-小鼠模型中改善肝脂肪变性的效果

对22周龄Pten-/-雄性小鼠腹腔注射C1632(50 mg/kg)每周3次,持续6周,评估肝组织学、甘油三酯含量、血清ALT及脂质代谢基因表达。

6

饮食诱导NAFLD模型验证

验证C1632在饮食诱导的NAFLD模型中的保护作用

6周龄雄性野生型小鼠喂食高脂饮食(40%脂肪、20%果糖、2%胆固醇)11周,最后4周接受C1632(50 mg/kg,5天/周)或溶剂,评估肝脂质积累、血清ALT和炎症基因表达。

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
C1632MaybridgeSB02011EA
C4019----
C1243Storm Therapeutics--
雷帕霉素LC LaboratoriesR-5000
β-羟基丁酸检测试剂盒Sigma-AldrichMAK134
DMEM/F-12 GlutaMAX培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
JetPEI转染试剂Polyplus--
RIPA裂解液Sigma--
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
PhosSTOP磷酸酶抑制剂Roche--
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific--
硝酸纤维素膜Amersham Protran--
ECL Prime印迹检测试剂GE HealthcareRPN 2232
抗Lin28抗体(#8706)Cell Signaling#8706
抗Lin28B抗体(#4196)Cell Signaling#4196
抗INSR抗体(sc-57342)Santa Cruzsc-57342
抗AKT抗体(#4691)Cell Signaling#4691
抗磷酸化AKT Ser473抗体(#4060)Cell Signaling#4060
抗α-微管蛋白抗体(sc-5286)Santa Cruzsc-5286
抗NCoR1抗体(20018-1-AP)Proteintech20018-1-AP
抗NCoR1抗体(#5948)Cell Signaling#5948
抗β-肌动蛋白抗体(sc-47778)Santa Cruzsc-47778
抗PTEN抗体(sc-7974)Santa Cruzsc-7974
抗PPARα抗体(66826-1-Ig)Proteintech66826-1-Ig
抗GAPDH抗体(60004-1-Ig)Proteintech60004-1-Ig
抗SREBP1抗体(66875-1-Ig)Proteintech66875-1-Ig
抗磷酸化p44/42 MAPK抗体(#4377)Cell Signaling#4377
抗p44/42 MAPK抗体(#9102)Cell Signaling#9102
抗磷酸化S6 Ser235抗体(67898-1-Ig)Proteintech67898-1-Ig
抗S6抗体(14823-1-AP)Proteintech14823-1-AP
抗磷酸化INSR β (Tyr1361)抗体(#3023)Cell Signaling#3023
Trizol试剂Invitrogen--
DNaseQiagen--
M-MLV逆转录酶Thermo Fisher--
KAPA SYBR FAST预混液KAPA BIOSYSTEMS--
Taqman microRNA检测试剂盒Life Technologies--
TaqMan microRNA逆转录试剂盒Thermo Fisher--
GoTaq探针qPCR预混液Promega--
psiCHECK-2载体PromegaC8021
Dual-Glo荧光素酶检测系统Promega--
2-NBDGBiovision--
油红O染色试剂盒abcamab150678
乳酸检测试剂盒Sigma-AldrichMAK064
ALT比色检测试剂盒ElabscienceE-BC-K235-M
甘油三酯比色检测试剂盒ElabscienceE-BC-K238
小鼠胰岛素ELISA试剂盒Elabscience--
游离脂肪酸检测试剂盒Elabscience Biotechnology--
C1632----
二甲基亚砜----

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
体内给药
C1632剂量50 mg/kg腹腔注射,注射频率和持续时间(5天每日,3次/周持续3周或6周,5天/周持续4周),小鼠品系(C57BL/6J,Crl:NU(NCr)-Foxn1nu,Alb-Cre;Ptenflox/flox),年龄(7周龄,22周龄,6周龄)
阅读提示:Methods: Animals and treatments
细胞培养
细胞系来源(ATCC),培养基(DMEM/F-12 GlutaMAX,DMEM),血清浓度(10% FBS),培养条件(37°C,5% CO2),C2C12分化条件(2%马血清)
阅读提示:Methods: Cell culture, plasmid transfection and compound treatment
化合物处理
C1632溶解在DMSO中,终浓度(0.15% DMSO),处理浓度(0-150 μM),处理时间(4天,72小时),脂肪酸处理(油酸:棕榈酸2:1,0.9 mM或0.1 mM油酸)
阅读提示:Methods: Cell culture, plasmid transfection and compound treatment
转染
siLin28B浓度20 nM,pre-let-7用量2.5 μg,转染试剂(Lipofectamine 2000或3000),转染时间(24小时,48小时)
阅读提示:Methods: siRNA and pre-let-7 synthesis and transfection
分子检测
蛋白质提取(RIPA缓冲液),抗体稀释比例,RT-qPCR用β-Actin作为内参,Taqman PCR用U6作为内参
阅读提示:Methods: Protein extraction and immunoblot analysis, RNA isolation, real-time quantitative PCR and Taqman PCR