李東,黃光龍,曾成林,王亞瑞
(廣東省化州市人民醫(yī)院,廣東 化州 525100 E-mail:254599846@qq.com)
瘦素(leptin)是白色脂肪組織分泌的調節(jié)能量代謝的重要激素,通過中樞和外周作用調節(jié)機體脂肪和體重。此外,也可以作用于機體廣泛分布的瘦素受體,參與調節(jié)機體免疫、造血功能、器官纖維化、骨骼代謝、腫瘤和心血管疾病等病理和生理過程[1]。肝星狀細胞(hepatic stellate cell,HSC)的活化為肝纖維化的中心環(huán)節(jié),肥胖和糖尿病患者常合并高瘦素血癥,而且在肝纖維化動物模型肝臟局部組織瘦素表達也很高,已有一些研究發(fā)現(xiàn)瘦素可能直接作用于HSC而促進其激活[2],但是其中的分子機制尚未明確。因此,本研究通過體外瘦素處理人肝星狀細胞(模擬機體高瘦素血癥),觀察研究瘦素對人肝星狀細胞的活化及其作用機制,為臨床防治肝纖維化提供新的實驗依據(jù)。
1.1 材料 瘦素購自 Prospec公司(Israel),抗 TGF-β1、SREBP-1c、Ⅰ型膠原、α-SMA抗體購自Santa Cruz Biotechnology公司,DMEM培養(yǎng)基以及特級胎牛血清(FBS)購自Gibco BRL(USA)。
1.2 細胞培養(yǎng) HSC細胞由中山大學實驗動物中心提供。在37℃、5%CO2的條件下,培養(yǎng)于含有10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中。
1.3 Western blot測定蛋白的表達 HSCs細胞接種于6cm培養(yǎng)皿中,各實驗組給予不同的處理因素后,用預冷的PBS洗兩次,加入細胞裂解液,4℃靜置30min,12 000r/min離心10 min,取上清,BCA法進行蛋白定量??偟鞍捉?jīng)SDSPAGE分離后,轉移到PVDF膜上。用5%脫脂奶粉封閉1.5h,隨后加入抗TGF-β1、SREBP-1c、Ⅰ型膠原和α-SMA抗體 (1∶1 000),4℃過夜,用TBST洗3次,10分/次。將PVDF膜用發(fā)光試劑ECL顯色,暗室曝光到X線片上,凝膠成像系統(tǒng)掃描分析結果。
2.1 瘦素可以誘導HSCs細胞a-SMA和Ⅰ型膠原表達上調 為了探討高瘦素血癥對HSCs細胞的影響,體外用重組瘦素處理HSCs細胞48h后,與正常對照組比較,α-SMA和Ⅰ型膠原表達顯著升高。α-SMA是肌成纖維細胞重要的分子標志,該結果提示瘦素可以誘導HSC細胞活化。而Ⅰ型膠原是細胞外基質(ECM)的主要組成成分,活化的HSCs細胞是Ⅰ型膠原的主要來源細胞(見圖1)。所有實驗重復3次以上。
2.2 瘦素上調HSCs細胞TGF-β1的表達 TGF-β1在肝臟纖維化中起著關鍵性作用,活化的HSCs細胞可以分泌TGF-β1。為了觀察高瘦素血癥可否影響HSCs細胞TGF-β1的分泌,本研究結果顯示,HSCs細胞在瘦素(100ng/ml)處理48 h后,TGF-β1的表達顯著上調(見圖1)。
2.3 瘦素抑制HSCs細胞SREBP-1c的表達 未活化HSC類同于脂肪細胞,而HSCs的激活如同前脂肪細胞的逆分化。固醇調節(jié)元件結合蛋白-1c(sterol regulatory element binding protein-1c,SREBP-1c)是調節(jié)脂肪細胞分化的關鍵轉錄因子[3]。為了探討瘦素對HSCs細胞SREBP-1c蛋白表達的作用,體外培養(yǎng)的HSCs細胞用不同劑量瘦素孵育48h(見圖2),Western Blot檢測SREBP-1c蛋白的表達,結果顯示,瘦素可以劑量依賴地抑制HSCs細胞SREBP-1c的蛋白表達。
肝纖維化是慢性肝病和各種肝損傷修復創(chuàng)傷的結果,其實質是細胞外基質合成和降解失去平衡的病理過程,也是各種肝病和肝損傷導致肝硬化的最后共同通路[4]。肥胖、糖尿病患者的肝纖維化發(fā)生率比正常人高幾倍,而其血清瘦素水平很高,提示高瘦素血癥與肝纖維化有密切關系[5]。目前已經(jīng)證實,HSCs活化和增殖是肝纖維化發(fā)生的中心環(huán)節(jié),HSCs受各種細胞因子的激活而轉化是肝纖維化發(fā)生和發(fā)展的關鍵[6]。瘦素是由白色脂肪組織分泌的一種肽類激素和細胞因子,通過瘦素受體(Leptin receptor)作用于中樞下丘腦和外周器官組織,影響機體能量代謝和與調節(jié)多個系統(tǒng)的功能。近年來有研究提示瘦素可能是一種重要的促肝纖維化因子[7]。
圖1 瘦素誘導HSCs細胞a-SMA、Ⅰ型膠原和TGF-β1表達的上調
100 ng/ml瘦素處理HSCs細胞48h后,western blot檢測α-SMA、Collagen I、TGF-β1的蛋白表達水平,結果以(±s)表示,n=5,與對照組比較,**P <0.01100 ng/ml瘦素處理HSCs細胞48h后,Western blot檢測SREBP-1c的蛋白表達水平,結果以(±s)表示,n=5,與對照組比較,*P<0.05,**P <0.01
圖2 高糖抑制HSC細胞SREBP-1c的表達
瘦素在肝臟纖維化的發(fā)展中有重要作用,瘦素可能主要作用是激活HSCs細胞促進HSC增殖,而參與肝纖維化的發(fā)展。正常生理情況下,肝臟不表達瘦素,但有其受體的表達;而在肝纖維化時,瘦素隨肝纖維化程度的增加而不斷升高[8]。瘦素激活HSCs細胞而促肝纖維化的作用主要是通過自分泌和旁分泌實現(xiàn),然而,其中具體的分子機制尚不完全清楚。本研究結果顯示:瘦素處理HSCs后可以上調α-SMA、Ⅰ型膠原和TGF-β1表達,提示瘦素可以激活HSCs而參與肝纖維化;此外,TGF-β1是肝纖維化的重要調節(jié)細胞因子,參與HSCs表型轉變?yōu)榉置谀z原的肌纖維母細胞,瘦素可以刺激HSCs分泌TGF-β1增多,進一步加重肝纖維化;該結果提示,瘦素激活HSCs參與肝纖維化可能是通過TGF-β1信號通路。沒有被激活的HSCs細胞類同于脂肪細胞,HSCs的激活類似于前脂肪細胞的逆分化,SREBP-1c為抑制HSCs活化的關鍵的轉錄因子。本研究結果發(fā)現(xiàn),瘦素可以抑制HSCs細胞SREBP-1c的表達。此研究結果提示,瘦素激活HSCs細胞可能與抑制HSCs細胞SREBP-1c表達有關。
綜上所述,瘦素可以激活人肝星狀細胞,進而參與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展,其分子機制可能與通過激活TGF-β1通路和抑制SREBP-1c通路有關。進一步深入研究瘦素和肝纖維化相互作用的詳細機制,對于防治肥胖、糖尿病相關的肝纖維化有重要意義,為肝纖維化機制提供新的實驗依據(jù)。
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