肝臟ZBTB20調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和胰島素敏感性的機(jī)制研究.pdf

1、肝臟糖脂代謝紊亂與多種疾病的發(fā)生或病理過程有關(guān)，如糖尿病、脂肪肝、肥胖、動脈粥樣硬化等。隨著人們生活水平的提高以及生活方式的改變，這些疾病的發(fā)病率逐漸升高，對這些疾病機(jī)理的研究也成為當(dāng)前科學(xué)研究的重點和難點之一。鋅指蛋白ZBTB20是從樹突狀細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的BTB/POZ鋅指蛋白家族成員，是一種含有POZ/BTB和C2H2鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，可能在多種器官和組織中具有非常廣泛和重要的作用。本課題組利用基因打靶技術(shù)，已成功建立了ZBTB20全

2、身性基因敲除小鼠模型，發(fā)現(xiàn)其存在糖脂代謝紊亂等嚴(yán)重表型，提示ZBTB20對糖脂代謝具有重要調(diào)節(jié)作用，其機(jī)理有待深入研究。肝臟作為體內(nèi)的物質(zhì)代謝中樞，是體內(nèi)糖脂代謝的重要場所，為了深入研究ZBTB20對肝臟糖脂代謝的調(diào)控作用，本課題利用ZBTB20肝細(xì)胞特異性基因敲除小鼠模型，分析了ZBTB20肝細(xì)胞特異性敲除小鼠糖脂代謝表型，揭示了ZBTB20對肝臟脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)作用，并進(jìn)一步闡明了ZBTB20與脂肪肝及胰島素抵抗發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。

3、>　　 一、 ZBTB20肝細(xì)胞特異性敲除小鼠糖脂代謝表型分析
　　 我們利用Cre/LoxP條件基因敲除技術(shù)，建立了肝細(xì)胞特異性ZBTB20基因敲除小鼠。本課題全面分析了ZBTB20肝細(xì)胞特異性基因敲除小鼠的糖脂代謝特征。我們發(fā)現(xiàn)ZBTB20肝細(xì)胞特異型敲除小鼠體重以及體內(nèi)脂肪含量正常，LZB20KO小鼠空腹血糖及糖耐量正常，但是隨機(jī)血糖降低。在脂質(zhì)代謝方面，ZBTB20肝細(xì)胞特異性敲除小鼠表現(xiàn)為血漿甘油三酯降低、肝臟內(nèi)脂質(zhì)

4、含量降低，通過3H同位素示蹤法檢測發(fā)現(xiàn)ZBTB20肝細(xì)胞特異性敲除小鼠脂質(zhì)合成速率降低，ZBTB20在肝臟脂質(zhì)的合成過程中起到非常重要作用，此外，ZBTB20肝細(xì)胞特異性敲除小鼠脂質(zhì)清除能力增強(qiáng)，血漿脂蛋白脂肪酶(LPL)的活性升高。
　　 二、 ZBTB20調(diào)控肝臟脂質(zhì)代謝的分子機(jī)制研究
　　 肝臟組織在脂質(zhì)的分解、合成、轉(zhuǎn)運(yùn)及氧化利用等過程中均起到非常重要的作用。我們檢測分析了LZB20KO小鼠肝臟組織中脂質(zhì)代謝過程

5、關(guān)鍵酶的表達(dá)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LZB20KO小鼠肝臟脂蛋白脂肪酶的表達(dá)顯著升高，ZBTB20能夠結(jié)合到脂蛋白脂肪酶基因啟動子上發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用。LZB20KO小鼠肝臟組織中參與糖酵解及脂質(zhì)合成過程的Pklr、Fasn、Scd1及Elov16等關(guān)鍵酶的表達(dá)降低，并且調(diào)控肝臟糖脂代謝的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子ChREBP-α在LZB20KO小鼠肝臟組織中的表達(dá)顯著降低，ZBTB20能夠結(jié)合到ChREBP-α基因啟動子上發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用，此外，ZBTB20

6、與肝臟脂質(zhì)合成過程中關(guān)鍵酶Scd1、Gpat及Dgat2基因啟動子均有結(jié)合。以上結(jié)果提示我們LZB20KO小鼠血漿脂質(zhì)含量的降低是由于肝臟糖脂代謝多方面因素異常引起的。
　　 三、ZBTB20在高糖飲食誘導(dǎo)脂肪肝及胰島素抵抗中的病理作用
　　 長期高糖飲食能夠誘導(dǎo)脂肪肝的發(fā)生，為了分析ZBTB20與脂肪肝及胰島素抵抗的關(guān)系，我們建立了高糖飲食誘導(dǎo)的脂肪肝模型。給予小鼠高糖飲食2個月后，對照小鼠有顯著的脂肪肝的發(fā)生，而ZB

7、TB20肝細(xì)胞特異性敲除小鼠脂肪肝的發(fā)生程度顯著減低，ZBTB20肝細(xì)胞特異性敲除小鼠血漿甘油三酯、膽固醇均顯著降低。脂肪肝與胰島素的關(guān)系密切，ZBTB20肝細(xì)胞特異性敲除在改善脂肪肝的同時能夠改善高糖飲食引起的胰島素抵抗，LZB20KO小鼠糖耐受增強(qiáng)及胰島素敏感性增加。從而表明ZBTB20與高糖飲食誘導(dǎo)的脂肪肝以及胰島素抵抗的發(fā)生發(fā)展有密切的關(guān)聯(lián)。
　　 四、肝臟ZBTB20基因敲除改善ob/ob肥胖小鼠的糖脂代謝
　　

8、 ob/ob小鼠是由于OB基因突變導(dǎo)致其編碼的瘦素失活，引起小鼠攝入食物量增加及能量消耗量減少，從而導(dǎo)致肥胖、脂肪肝、胰島素抵抗等。我們分析了ZBTB20在脂肪肝模型小鼠ob/ob小鼠肝臟中的表達(dá)情況，結(jié)果顯示，在mRNA及蛋白水平，ZBTB20在ob/ob小鼠肝臟組織中的表達(dá)均升高，從而提示ZBTB20與ob/ob小鼠脂肪肝的發(fā)生發(fā)展有密切的關(guān)系。
　　 ZBTB20在脂肪肝模型小鼠ob/ob小鼠肝臟中的表達(dá)升高，為了明確Z

9、BTB20是否與ob/ob小鼠脂肪肝以及胰島素的抵抗發(fā)生有關(guān)，我們建立了ZBTB20肝細(xì)胞特異性敲除的ob/ob小鼠(LZB20KO-ob/ob)，我們發(fā)現(xiàn)ZBTB20肝細(xì)胞特異性敲除的ob/ob小鼠血漿甘油三酯降低、肝臟脂質(zhì)合成速率降低、LZB20KO-ob/ob小鼠肝臟組織中的脂滴顯著減少、胰島素敏感性增強(qiáng)。從而提示肝臟ZBTB20參與ob/ob肥胖小鼠代謝綜合征的發(fā)生及發(fā)展。
　　 總結(jié)以上實驗結(jié)果，我們得出以下結(jié)論:ZB