Hepatology：肠道过氧化物酶体增殖物激活受体α-脂肪酸结合蛋白1轴调节非酒精性脂肪性肝炎

背景

非酒精性脂肪肝（NAFLD）是全球最常见的慢性肝病。持续性 NAFLD 可发展为非酒精性脂肪性肝炎 (NASH)，并增加肝硬化和肝细胞癌等终末期肝病的风险。迄今为止，还没有药物被批准用于治疗NASH。减肥手术是治疗病态肥胖的有效选择，可以长期解决 NASH。然而，手术风险、局限性、营养和维生素缺乏以及其他不良健康结果在很大程度上限制了它的应用。NASH 治疗的药物治疗是必要的。

简介

2022年4月23日，来自美国国立卫生研究院的Tingting Yan及其团队在Hepatology (IF: 14.697)杂志上发表名为Intestinal Peroxisome Proliferator-Activated Receptor α-Fatty Acid Binding Protein 1 Axis Modulates Nonalcoholic Steatohepatitis的研究[1]。

主要结果

在HFD喂养的小鼠和肥胖人群中诱导肠道PPARA信号传导

为了研究 NAFLD 对 PPARα 信号传导的影响，分析了肥胖和非肥胖人类肠道中 PPARA 的 mRNA 水平，发现它是由肥胖诱导的，并且与体重指数 (BMI) 和血清丙氨酸转氨酶 (ALT) 水平呈正相关（图 1A）。同样，在 HFD 喂养 2 周和 15 周后，HFD 治疗增加了小鼠的肠道Ppara及其靶基因mRNA（图 1B 为空肠）。喂食 2 周 HFD、15 周 HFD 或 21 周 HFCFD 的小鼠肠道中，核 PPARα 水平显著升高（图 1B）。在小鼠 PPARα 表达的过氧化物酶体增殖物反应元件 (PPRE)-Luc 小鼠中，HFD 在 HFD 喂养后 1 周和 10 周均显著诱导小肠中的 PPRE-Luc 活性（图 1C）。鉴于 PPARα 显示人和啮齿动物之间的物种反应差异，产生了人 PPRA 或 PPARα 敲除 (Ppara-/-) PPRE-Luc 小鼠。与食物相比，PPRA 人源化小鼠的 1 周 HFD 处理增强了肠道 PPRE 萤光素酶活性，并且这种诱导在Ppara-/-小鼠中减弱（图 1C）。发光成像显示 HFD 处理的人类 PPARA 表达 PPRELuc 小鼠腹部的荧光素酶活性增强，而在Ppara-/- PPRE-Luc 小鼠中荧光素酶活性减弱（图 1D）。在组织成像中，小鼠腹部荧光素酶活性增强来自肠道，而不是肝脏或脂肪（图 1D）。

图1. 在NASH进展中诱导了PPARα信号传导

肠道FABP1是PPARA靶基因

为了阐明上述表型的机制，使用来自 10 天 chow/HFD 喂养的 Ppara∆IE  和 Pparafl/fl 小鼠肠道的 RNA 进行 RNA-seq。主成分分析 (PCA) 区分了四组之间不同的表达谱。与普通饮食相比，喂食 HFD 的Pparafl/fl小鼠肠道中 430 个基因显著上调，250 个基因下调，而喂食 HFD 的 Ppara∆IE  小鼠与 HFD 喂养相比，21 个基因上调和 25 个基因下调Pparafl/fl小鼠（倍数变化 > 2，P-adj < 0.05）。Venn图表明，15 个 HFD 上调基因被下调，4 个 HFD 下调基因被肠 Ppara 破坏上调（图 3A，左），其中编码 FABP1 的 Fabp1 排名最高的 HFD 诱导基因（图 3A， 右）。Fabp1 mRNA 的变化通过定量聚合酶链反应 (qPCR) 分析得到进一步验证。

图3. FABP1是肠道PPARα的靶点

肠道 PPARA 拮抗作用可减少依赖于肠道FABP1的肥胖相关代谢疾病

为了确定拮抗的 PPARα 信号传导的代谢作用是否由 FABP1 介导，Fabp1∆IE和Fabp1fl/fl小鼠进行了16周的 HFD 治疗 以及最后8周的GW6471 治疗。GW6471 降低了Fabp1fl/fl而不是Fabp1∆IE小鼠的体重、脂肪重量、胰岛素抵抗。在接受GW6471处理的Fabp1fl/fl而非Fabp1∆IE小鼠中，肝脂滴、肝重量/指数、肝TC/TG、血清ALT/TC/NEFA水平和餐后血清TG水平显著降低，伴有粪便NEFA水平升高和血清TG趋于降低（图 6A-B）。GW6471 降低了Fabp1fl/fl而非Fabp1∆IE小鼠的 mRNA 和蛋白质水平上的小肠长度和 FABP1 表达（图 6C）。此外，GW6471 和肠道 Fabp1 的破坏均显著降低了原发性肠道类器官中的脂肪酸摄取，而 GW6471 治疗并未进一步影响Fabp1∆IE 类器官中的脂肪酸摄取（图 6D）。此外，通过在分离自Ppara IE小鼠的原代器官样细胞中过表达FABP1，进行了原代肠器官样细胞脂肪酸摄取测定的拯救实验。验证了FABP1过表达的疗效。与Pparafl/fl类器官相比，Ppara 基因破坏导致脂肪酸摄取显着减少，而慢病毒介导的 FABP1 过表达挽救了Ppara∆IE类器官中脂肪酸摄取的减少（图 6E），支持 FABP1 的下调至少部分促成了肠道PPARα缺乏介导的脂肪酸摄取减少。

图6. GW6471通过肠道FABP1的存在降低肠道脂肪酸摄取，改善肥胖和NASH

结论及展望

手术过程和副作用的风险使得减肥手术成为治疗病态肥胖和NASH的最后但几乎是唯一的选择。当自愿的生活方式和饮食策略失败时，迫切需要替代的药物治疗。本研究表明，在HFD喂养的小鼠和肥胖人类中，高度诱导了肠PPARα信号传导。肠道特异性PPARα缺乏或肠道PPARα的化学抑制可改善肥胖相关的代谢紊乱和NASH。从机理上讲，由PPARα靶基因FABP1编码的肠道Fabp1决定了PPARα对肠道脂肪酸摄取的影响。肠道Fabp1破坏可减少肥胖和NASH，而肠道PPARα功能丧失可减少NASH，这取决于肠道FABP1的存在。肠道PPARα拮抗作用可改善PPARA人源化小鼠的NAFLD，这取决于人PPARα的存在。总之，揭示了小肠中一个新的PPARα/FABP1轴，该轴可调节膳食脂肪酸摄取，从而为治疗NASH提供了令人信服的治疗策略 (图8F)。

图8. GW6471 降低了PPARA人源化小鼠的脂肪酸摄取和脂肪肝

总而言之，本研究揭示了肠道PPARα-FABP1轴参与控制调节肥胖和NASH的膳食脂肪酸摄取。这为肠道-肝脏串扰以及治疗NASH的肠道PPARα和FABP1抑制剂的药物发现提供了新的见解。

原文链接

https://aasldpubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hep.32538

参考文献

1.Yan Tingting,Luo Yuhong,Yan Nana et al. Intestinal Peroxisome Proliferator-Activated Receptor α-Fatty Acid Binding Protein 1 Axis Modulates Nonalcoholic Steatohepatitis.[J] .Hepatology, 2022, undefined: undefined.

转自：生物医学科研之家

如有侵权，请联系本站删除！