长非编码RNA许可肥胖相关肝脏脂肪生成和NAFLD发病机制

Long noncoding RNA licensing of obesity-linked hepatic lipogenesis and NAFLD pathogenesis.

作者信息Xu-Yun Zhao, Xuelian Xiong, Tongyu Liu, Lin Mi, Xiaoling Peng, Crystal Rui, Liang Guo, Siming Li, Xiaoying Li, Jiandie D Lin
PMID30061575
发布时间2018-07-30
DOI10.1038/s41467-018-05383-2

实验完整度

高

包含体外原代肝细胞、体内AAV/腺病毒小鼠模型、全身及肝脏特异性敲除、蛋白质组学与RNA-seq等多层级证据,并有功能与机制验证。

主要模型

原代小鼠肝细胞 高脂饮食诱导肥胖小鼠 NASH饮食诱导NASH小鼠 Blnc1肝脏特异性敲除小鼠

重点核对

T0901317灌胃剂量25 mg/kg,每日一次,持续4天 高脂饮食(D12492)喂养时间10周或19周 NASH饮食(D09100301)喂养24周 腺病毒尾静脉注射约0.15 OD/鼠,AAV注射约1×10^11基因组拷贝/鼠 原代肝细胞处理:T0901317 5 μM或SR9238 10 μM处理24小时

摘要

肝脏脂肪生成在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)中通过激活LXR-SREBP1c通路被异常诱导。迄今为止,已阐明许多影响LXR和SREBP1c转录活性的蛋白质因子。然而,该调控轴是否与长非编码RNA(lncRNA)相互作用仍很大程度上未被探索。在此,我们表明lncRNA Blnc1的肝脏表达在小鼠肥胖和NAFLD中强烈升高。Blnc1是响应LXR激活诱导SREBP1c和肝脏脂肪生成基因所必需的。Blnc1的肝脏特异性失活消除了高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性和胰岛素抵抗,并保护小鼠免受饮食诱导的非酒精性脂肪性肝炎。Blnc1核糖核蛋白复合物的蛋白质组学分析确定EDF1是LXR转录复合物的一个组分,与Blnc1协同激活脂肪生成基因程序。这些发现阐明了一个lncRNA转录检查点,该检查点许可过度的肝脏脂肪生成,从而加剧胰岛素抵抗和NAFLD。

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
LXR-SREBP1c轴是否与长非编码RNA相互作用,以及Blnc1在肝脏脂肪生成和NAFLD发病中的作用。
核心机制
Blnc1与EDF1和LXRα形成核糖核蛋白转录复合物,促进LXRα招募至Srebp1c启动子,增强SREBP1c转录和脂肪生成基因表达。
主要证据
在原代肝细胞和小鼠肝脏中,Blnc1过表达增强LXR激动剂诱导的脂肪生成,而Blnc1缺失减弱该反应;蛋白质组学鉴定EDF1,IP/qPCR和ChIP证实Blnc1-EDF1-LXRα复合物及启动子占据。
研究意义
揭示了一个lncRNA转录检查点许可过度肝脏脂肪生成,加剧胰岛素抵抗和NAFLD,为NAFLD发病机制提供新见解。

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

Blnc1在肥胖和NAFLD中的表达分析

验证Blnc1肝脏表达是否与肥胖和肝脏脂肪变性相关。

通过qPCR检测高脂饮食、ob/ob、db/db小鼠及NASH饮食小鼠肝脏中Blnc1表达,并分析其与体重和肝脏甘油三酯含量的相关性。

2

Blnc1过表达对肝脏脂肪生成的影响

验证Blnc1是否足以促进肝脏脂肪生成。

在原代肝细胞中腺病毒过表达Blnc1,检测LXR激动剂T0901317诱导的基因表达和14C-乙酸掺入脂质;在小鼠中通过AAV过表达Blnc1,检测血浆和肝脏脂质、SREBP1蛋白及脂肪生成基因表达。

3

Blnc1缺失对LXR诱导脂肪生成的必要性

验证Blnc1是否为LXR介导的脂肪生成激活所必需。

使用全身Blnc1敲除小鼠和原代肝细胞,给予LXR激动剂T0901317或反向激动剂SR9238,检测脂肪生成基因表达和脂质合成。

4

肝脏特异性Blnc1敲除对饮食诱导代谢紊乱的保护作用

验证肝脏Blnc1缺失是否保护小鼠免受高脂饮食诱导的代谢紊乱。

通过腺病毒在Cas9转基因小鼠中表达sgRNA实现肝脏特异性Blnc1敲除,高脂饮食喂养后检测体重、血糖、胰岛素、葡萄糖耐量、胰岛素耐量、肝脏脂质和基因表达。

5

肝脏Blnc1敲除对NASH进展的影响

验证肝脏Blnc1缺失是否改善饮食诱导的NASH。

肝脏特异性Blnc1敲除小鼠喂食NASH饮食24周,检测肝脏损伤标志物、纤维化、炎症基因表达及RNA-seq分析。

6

Blnc1核糖核蛋白复合物的鉴定

鉴定肝脏中与Blnc1相互作用的蛋白质。

使用StA-Blnc1 AAV在小鼠肝脏中表达,链霉亲和素珠纯化Blnc1复合物,质谱鉴定互作蛋白,并通过co-IP和IP/qPCR验证。

7

Blnc1、EDF1和LXRα的物理和功能相互作用

验证Blnc1与EDF1和LXRα形成复合物并增强其转录活性。

在HEK293T细胞中共转染Blnc1、HA-EDF1和HA-LXRα,进行IP/qPCR和链霉亲和素沉淀;在原代肝细胞中过表达或敲低EDF1,检测脂肪生成基因表达;进行Srebp1c启动子荧光素酶报告基因和ChIP实验。

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
T0901317----
SR9238----
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Thermo Fisher--
靶向Edf1的siRNAThermo FisherS81801, S81802
抗hnRNPU抗体Santa Cruz Biotechnologysc-32315
抗SREBP1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-13551
抗HA抗体Santa Cruz Biotechnologysc-805
抗EDF1抗体Proteintech12419-1-AP
抗LXRα抗体Abcamab41902
抗微管蛋白抗体SigmaT6199
抗磷酸化JNK1/2抗体Cell Signaling Technology4668
抗总JNK1/2抗体Cell Signaling Technology9252
抗PARP抗体Cell Signaling Technology9542
抗切割型Caspase3抗体Cell Signaling Technology9661
抗YBX1抗体Cell Signaling Technology4202
血浆胰岛素ELISA试剂盒CrystalChem--
羟脯氨酸比色检测试剂盒BioVision--
ApoBrdU DNA片段化检测试剂盒BioVision--
TRIzol试剂----
MMLV逆转录酶Invitrogen--
SYBR GreenLife Technologies--
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
综合实验室动物监测系统Columbus Instruments--
pGL3-Basic载体----

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
LXR激动剂处理
T0901317剂量25 mg/kg,每日灌胃一次,持续4天;溶剂为葵花籽油
阅读提示:Methods: Mice段落
高脂饮食喂养
高脂饮食D12492,喂养时间10周或19周;对照饮食为标准鼠粮
阅读提示:Methods: Mice段落;Fig. 3和Fig. 4图注
NASH饮食喂养
NASH饮食D09100301,喂养24周
阅读提示:Methods: Mice段落;Fig. 6图注
腺病毒和AAV递送
腺病毒尾静脉注射约0.15 OD/鼠;AAV注射约1×10^11基因组拷贝/鼠
阅读提示:Methods: Mice段落
原代肝细胞处理
T0901317 5 μM处理24小时;SR9238 10 μM处理24小时;腺病毒转导在分离当天进行
阅读提示:Methods: Cell culture段落;Fig. 1和Fig. 2图注