外周淀粉样蛋白-β清除介导非酒精性脂肪性肝病中的认知障碍

Peripheral amyloid-β clearance mediates cognitive impairment in non-alcoholic fatty liver disease.

作者信息Xiaobo Peng, Xing Zhang, Zihui Xu, Linyan Li, Xiaoxing Mo, Zhao Peng, Zhilei Shan, Hong Yan, Jian Xu, Liegang Liu
PMID38507874
发布时间2024-04
DOI10.1016/j.ebiom.2024.105079

实验完整度

高

包含体内大鼠模型、体外细胞实验和人群病例对照研究三个独立证据层级,并进行了功能验证(行为学、Aβ摄取)和机制验证(PPARα/LRP-1通路)。

主要模型

雌性Sprague-Dawley大鼠NAFLD模型 HepG2细胞棕榈酸诱导脂肪变性模型 人群病例对照队列(Tongji-Ezhou队列)

重点核对

大鼠模型:HFD(45 kcal%脂肪,D12451)喂养12个月,对照饮食(AIN-93M) HepG2细胞处理:400 μM棕榈酸(PA)处理24小时 PPARα激动剂WY14643(50 μM)和PPARγ抑制剂T0070907(15 μM)处理 Aβ摄取实验:500 nM Cy5标记的Aβ40或Aβ42孵育1小时 人群研究:NAFLD与血浆Aβ关联,按LRP-1 rs1799986基因型分层(CC vs CT+TT)

摘要

背景:非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是认知障碍的普遍危险因素。脑内淀粉样蛋白-β(Aβ)积累是认知障碍的重要病理改变,可由外周Aβ清除受损引起。肝脏是外周Aβ清除的主要器官,但外周Aβ清除在NAFLD诱导的认知障碍中的作用仍不清楚。方法:我们在雌性Sprague–Dawley大鼠中检测了NAFLD严重程度、Aβ积累与认知表现之间的相关性。在大鼠肝脏和培养的肝细胞中评估了NAFLD对肝脏Aβ清除的影响以及低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP-1)的参与。此外,一项包括549例NAFLD病例和549例对照(782名男性,316名女性)的病例对照研究,调查了NAFLD与LRP-1 rs1799986多态性对血浆Aβ水平的交互作用。结果:肝脂肪变性和功能障碍的严重程度与大鼠血浆和脑内Aβ积累及认知缺陷密切相关。NAFLD大鼠肝脏组织中LRP-1和Aβ水平降低,且这些降低与血浆和脑内Aβ浓度及认知表现呈反比。体外实验中,棕榈酸处理HepG2细胞抑制了LRP-1表达和Aβ摄取,随后被过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)激动剂逆转。病例对照研究显示,NAFLD分别与血浆Aβ40和Aβ42水平增加8.24%和10.51%相关(均P < 0.0001)。此外,NAFLD与血浆Aβ40和Aβ42水平之间的正相关受到LRP-1 rs1799986多态性的修饰(交互作用P值分别为0.0017和0.0015)。解释:LRP-1介导NAFLD对外周Aβ清除的不利影响,从而促成NAFLD中的脑内Aβ积累和认知障碍。

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
NAFLD是否通过损害外周Aβ清除导致脑内Aβ积累和认知障碍,其中LRP-1是否介导该过程?
核心机制
NAFLD通过下调PPARα,抑制肝脏LRP-1表达,减少肝细胞对Aβ的摄取,导致外周Aβ清除受损,进而加重脑内Aβ积累和认知障碍。
主要证据
大鼠模型中,HFD喂养导致肝脂肪变性和功能障碍,与血浆和脑内Aβ增加及认知缺陷相关;肝脏LRP-1和Aβ水平降低。体外HepG2细胞中,PA处理抑制LRP-1表达和Aβ摄取,PPARα激动剂可逆转。人群中,NAFLD与血浆Aβ40和Aβ42水平升高相关,且受LRP-1 rs1799986多态性修饰。
研究意义
研究强调外周Aβ清除在NAFLD诱导的认知障碍中的重要性,增强外周Aβ清除可能成为治疗NAFLD相关认知功能障碍的潜在策略,肝脏LRP-1可能成为干预的关键靶点。

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NAFLD大鼠模型并评估认知功能

验证长期HFD喂养能否诱导NAFLD,并评估其对认知功能的影响。

雌性SD大鼠随机分为对照组和HFD组,分别喂食对照饮食或HFD 12个月,进行开放场、新物体识别、高架十字迷宫和水迷宫行为学测试。

2

检测肝脏病理和生化指标

确认NAFLD模型的建立,量化肝脂肪变性和肝功能损伤程度。

通过H&E、Oil Red O染色观察肝脏组织病理,检测肝重、肝TG、血浆ALT和AST水平。

3

评估脑内和血浆Aβ水平

检测NAFLD对脑内和血浆Aβ积累的影响,并分析其与认知功能的相关性。

通过免疫组化和ELISA检测大鼠脑皮层和海马Aβ40、Aβ42水平,ELISA或ECLIA检测血浆Aβ水平,并进行相关性分析。

4

检测肝脏LRP-1表达和Aβ含量

验证NAFLD是否导致肝脏LRP-1表达下降和Aβ摄取减少。

通过Western blot、qRT-PCR检测肝脏LRP-1和IDE表达,ELISA检测肝脏LRP-1和Aβ水平,并分析相关性。

5

体外细胞模型验证机制

在HepG2细胞中验证PA处理对LRP-1表达和Aβ摄取的影响,并测试PPARα激动剂的逆转作用。

用400μM PA处理HepG2细胞24小时,检测LRP-1表达和Aβ摄取;联合使用PPARα激动剂WY14643或PPARγ抑制剂T0070907,观察对LRP-1和Aβ摄取的影响。

6

人群病例对照研究

在人群中验证NAFLD与外周Aβ水平的关系,并探讨LRP-1基因多态性的修饰作用。

纳入549例NAFLD和549例对照,检测血浆Aβ40和Aβ42,并对LRP-1 rs1799986进行基因分型,用线性回归分析关联和交互作用。

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
AIN-93MResearch Diets--
D12451Research Diets--
6E10BioLegend803001
生物素化二抗Thermo Fisher Scientific31800
SABC-HRP试剂盒BeyotimeP0612
大鼠Aβ ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R3030
大鼠Aβ42 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R1402c
大鼠LRP-1 ELISA试剂盒ELKELK8974
甘油三酯检测试剂盒ElabscienceE-BC-K261-M
ALT检测试剂盒ElabscienceE-BC-K235-M
AST检测试剂盒ElabscienceE-BC-K236-M
ECLIA试剂盒Meso Scale DiscoveryK15199E
最低必需培养基Gibco41090036
胎牛血清Gibco10091155
非必需氨基酸Gibco11140050
青霉素-链霉素Gibco10378016
棕榈酸SigmaP0500
WY14643MedChemExpressHY-16995
T0070907MedChemExpressHY-13202
细胞计数试剂盒-8DojindoCK04
Cy5标记的Aβ40QYAOBIO--
Cy5标记的Aβ42QYAOBIO--
FACS Caliber流式细胞仪BD Biosciences--
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
抗兔二抗Cell Signaling Technology7074
ECL化学发光检测系统Syngene--
抗APP抗体Proteintech25524-1-AP
抗IDE抗体Abcamab32216
抗NEP抗体Abcamab256494
抗PPARα抗体Abcamab227074
抗PPARγ抗体Abcamab209350
抗LRP-1抗体Cell Signaling Technology64099S
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118
RNA提取试剂盒TiangenDP419
Quantscript逆转录试剂盒TiangenKR103
RealUniversal彩色预混液TiangenFP201
MassArray系统Agena--
DNA提取试剂盒TiangenDP348
SAS软件9.4版SAS Institute, Inc.--

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
动物实验建模
大鼠品系、性别、年龄、体重;饮食类型(AIN-93M vs D12451);喂养时长;环境条件(温度、光照周期)
阅读提示:Methods/Animals
行为学评估
测试前适应时间;各测试参数(如MWM训练天数、平台位置、探针试验时长);设备来源
阅读提示:Methods/Behavioural tests
组织病理学
灌注固定液浓度;切片厚度;染色条件;抗体浓度和孵育条件
阅读提示:Methods/Histological examination
生化检测
样本量(组织重量、血浆体积);试剂盒品牌和货号;检测方法(ELISA/ECLIA/比色法);样本数量
阅读提示:Methods/Kit assays for animals
细胞培养和处理
HepG2细胞来源和验证;培养基成分;处理浓度(PA 400μM;WY14643 50μM;T0070907 15μM)和处理时间
阅读提示:Methods/Cell culture and treatment
Aβ摄取实验
Aβ浓度(500 nM);孵育时间(1小时);洗涤次数;检测方法(流式)
阅读提示:Methods/Aβ uptake assay
Western blot
蛋白提取方法;裂解液成分;上样量;一抗稀释比例;二抗品牌和货号;内参基因(GAPDH)
阅读提示:Methods/Western blotting; 补充材料Western blots
qRT-PCR
RNA提取方法;cDNA合成条件;PCR预混液;引物序列;内参基因
阅读提示:Methods/Quantitative real-time (qRT)-PCR
人群研究
队列来源;样本量(549病例/对照);纳入排除标准;匹配条件;血浆Aβ检测方法(ECLIA);基因分型方法;统计模型调整变量
阅读提示:Methods/Study population; Data collection and laboratory measurements for humans; Statistical analysis