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(dòng)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(duì)這些疾病機(jī)理的研究也成為當(dāng)前科學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)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(duì)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(chǎng)所，為了深入研究ZBTB20對(duì)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(duì)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(cè)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(cè)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)月后，對(duì)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(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們得出以下結(jié)論:ZB