【作者】 吴江维；

【导师】 杨公社； Grant A.Mitchell；

【作者基本信息】 西北农林科技大学 ， 动物学， 2011， 博士

【摘要】 肝细胞胞质中甘油三酯(TG)的过多积累形成脂肪肝。脂肪肝是多种肝病包括肝硬化和肝癌的主要原因。目前,关于TG在肝细胞胞质中积累的代谢途径尤其是肝细胞的脂解尚不清楚,但有证据表明脂肪组织甘油三酯水解酶(ATGL)在脂解中发挥十分重要的作用。ATGL全身性敲除鼠肝脏积累脂肪,但由于此小鼠心脏积累过多脂肪而早期致死,因而无法进行肝脏脂解的研究。本论文首次创造了肝脏组织特异性ATGL敲除小鼠(ATGLLKO),通过系统的研究得出以下几点结果:1.肝脏特异性ATGL缺失引起明显的脂肪肝,且脂肪肝的程度随年龄的增长而加重。组织形态学研究发现ATGLLKO小鼠肝脏脂滴呈明显的规律性分布:大脂滴分布于肝脏门静脉周边而小脂滴则主要集中于中心静脉周边。2. ATGLLKO小鼠体重正常,并不肥胖,且DEXA扫描发现该小鼠的肌肉量显著高于对照组。血液指标检测显示,ATGLLKO小鼠的葡萄糖,TG和胆固醇水平和对照鼠相似。3.除肝细胞外,ATGL缺失同时引起胆管上皮细胞脂质的大量积累,但血液GGT及ALP的水平正常。4. ATGLLKO小鼠肝脏炎症细胞的分布和数量以及TNFα和IL-6的mRNA含量与对照组相似或低于对照。TUNEL染色显示,ATGLLKO小鼠与对照组肝脏凋亡细胞的数量相似。12月龄ATGLLKO肝脏Masson trichrome staining结果呈阴性。ATGLLKO小鼠肝脏内质网VLDL分泌正常。肝脏脂肪酸氧化试验显示β氧化水平和对照相比下降30%。5.生理水平检测表明,ATGLLKO小鼠具有正常的葡萄糖和胰岛素耐受量以及以丙酮酸为底物的糖异生功能。肝脏水平上胰岛素刺激的Akt磷酸化水平正常。这些结果表明ATGLLKO小鼠具有正常的胰岛素敏感性。6.尽管ATGLLKO小鼠的脂肪酸氧化下降30%,但48h饥饿条件下ATGLLKO小鼠与野生型鼠的呼吸交换率相似,同时ATGLLKO小鼠血液3-HB与对照组的升高水平相似,表明LKO小鼠完全可以满足应激状态下的能量需求。7. ATGLLKO小鼠肝脏调控TG合成的重要酶DGAT2的mRNA水平下降了50倍;同时肝脏切片中溶酶体脂质体(lipolysosome)的数量增加了2.7倍,表明TG合成的降低以及溶酶体介导的TG的降解是缓解脂解缺陷的潜在补偿机制。综上所述,肝脏ATGL缺失引起不伴随肥胖及代谢综合症的原发性脂肪肝。尽管ATGLLKO小鼠的脂肪肝高达20%,但肝脏依然维持正常的功能。ATGLLKO小鼠胆管内脂肪的累积并未影响其功能,表明ATGL也是胆管细胞重要的TG水解酶且无毒害作用。通过对溶酶体自噬作用的研究发现,溶酶体介导的肝细胞胞质中TG的降解是缓解脂肪肝的有效途径。与肥胖和糖尿病引起的脂肪肝相比,ATGL敲除引起的脂肪肝在代谢上具有缓解多种代谢综合症的保护作用,从而推测单纯性脂肪肝对机体起保护作用,而肥胖引起的继发性脂肪肝症状是机体在引发代谢综合症的前提下所产生的次级效应,因而ATGLLKO小鼠是研究脂肪肝以及其形成机理的理想模型。更多还原

【Abstract】 Accumulation of cytoplasmic triacylglycerol (TG) underlies hepatic steatosis, a major cause of cirrhosis. The pathways of cytoplasmic TG metabolism are not well known in hepatocytes, but evidence suggests an important role in lipolysis for adipose triglyceride lipase (ATGL). We created mice with liver-specific inactivation of Pnpla2, the ATGL gene. These ATGLLKO mice had severe progressive periportal macrovesicular and pericentral microvesicular hepatic steatosis (73, 150 and 226μmol TG/g liver at 4, 8 and 12 months, respectively). However, plasma levels of glucose, TG and cholesterol were similar to controls’. Fasting 3-hydroxybutyrate level was normal, but in thin sections of liver, beta oxidation of palmitate was decreased by one third in ATGLLKO mice compared to controls. Tests of VLDL production, glucose and insulin tolerance and gluconeogenesis from pyruvate were normal. Plasma alanine aminotransferase levels were elevated in ATGLLKO mice but histological estimates of inflammation and fibrosis and mRNA levels of tumor necrosis factor-αand interleukin 6 were similar to or lower than in controls. ATGLLKO cholangiocytes also showed cytoplasmic lipid droplets, demonstrating that ATGL is also a major lipase in cholangiocytes. There was a 50-fold reduction of hepatic diacylglycerol acyltransferase 2 (DGAT2) mRNA level and a 2.7-fold increase of lipolysosomes in hepatocytes (p<0.001), suggesting reduced TG synthesis and increased lysosomal degradation of TG as potential compensatory mechanisms. Conclusion: Compared to the hepatic steatosis of obesity and diabetes, steatosis in ATGL deficiency is well tolerated metabolically. ATGLLKO mice will be useful for studying the pathophysiology of hepatic steatosis.更多还原