东方田鼠非酒精性脂肪肝模型的建立及研究

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目的:非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)发病率逐年增高,且有进展到肝纤维化肝硬化的趋势,目前其确切的发病机制尚不清楚。我们在以往的实验中发现东方田鼠有易发脂肪肝的倾向,因此建立东方田鼠非酒精性脂肪肝模型,利用SMART (Switching Mechanism at 5’end of RNA Transcript, RNA5’端转录机制)技术构建了东方田鼠肝脏cDNA (complementary DNA,互补DNA)质粒文库,在此基础上筛选与东方田鼠脂肪肝发病相关的基因,并获得其全长序列,为进一步研究非酒精脂肪肝发病机制奠定基础。方法:选取105只6周龄洞庭湖种群雄性东方田鼠,随机分成三组,每组35只,分别为对照组、模型组1和模型组2,各组分别饲喂高纤维料(在大小鼠基础料的基础上加粗纤维,使粗纤维含量为10%,粗脂肪含量为3%)、高脂料(在大小鼠基础料的基础上加5%猪油、0.5%胆固醇和0.1%胆盐)、大小鼠基础料。各组分别于造模开始后第2、4、6、8、12周处死,称量体重及肝重,计算肝指数,采血检测东方田鼠血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、碱性磷酸酶(ALP)、游离脂肪酸(FFA)、血糖(GLU)、r-谷氨酰转移酶(r-GGT)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)和胆碱酯酶(CHE),并取肝脏HE染色后做病理学观察。通过文献确定,可能与非酒精性脂肪肝相关的基因,参照NCBI中大小鼠基因cDNA序列的保守区设计其特异性引物,进行实时荧光定量PCR检测,比较基因动态表达水平。选取12月龄洞庭湖种群东方田鼠4只,取肝脏组织,提取总RNA,用SMART技术构建东方田鼠肝脏cDNA质粒文库,测定文库滴度和容量,并随机挑选单个菌落测序,计算全长基因的比率根据实时荧光定量PCR结果确定目的基因,通过PCR方法筛选cDNA质粒文库,获得目的菌落,用pBluescriptⅡSK通用引物M13R测序,获得基因的全长序列,并进行序列分析比较。结果:模型组1东方田鼠肝细胞均呈现弥漫性脂肪变性,模型组2东方田鼠肝细胞脂肪变性较轻,对照组东方田鼠肝脏基本正常。与对照组相比,模型组1肝重和肝指数都明显升高(P<0.05),血清ALT、AST、TC、FFA、r-GGT、LDL、CHE和GLU都明显升高(P<0.05),HDL和TG均明显降低(P<0.05),ALP无明显差异(P>0.05);对8个基因进行了实时荧光定量PCR结果显示肝组织中的CYP2E1(细胞色素P4502E1)、ECHS1(烯酰辅酶A水合酶短链1)、CYP2D5(细胞色素P4502D5)、CYP2a3a(细胞色素P4502a3a)和PGC-1(过氧化物酶体增殖物激活受体辅激活因子1)这5基因表达上调(P<0.05),SC4MOL(固醇甲基氧化酶)、Adipor(脂联素受体)和AMPK-1(腺苷酸活化激酶-1)这3个基因表达下调(P<0.05)。与对照组相比,模型组2肝重和肝指数明显升高(P<0.05),血清FFA、LDL、CHE显著升高(P<0.05),HDL明显降低(P<0.05),其余指标与对照组相比无显著差异;实时荧光定量PCR结果显示所测基因未有明显改变(P>0.05)。利用SMART技术构建了东方田鼠肝脏cDNA质粒文库,该cDNA文库滴度为1076 pfu/μL,重组率约94%,库容量达1.08×106。测定了22个克隆序列经BLAST分析,与GenBank中大鼠、小鼠、田鼠以及人类已知功能蛋白具有75%以上的同源性,基因完整性比率为77.3%。克隆了CYP2E1、CYP2D5、ECHS1三个基因,并获得了它们的全长cDNA序列。CYP2E1基因cDNA全长为1685bp,有1482bp的完整开放阅读框,编码494个氨基酸:CYP2D5基因cDNA全长为1690bp,有1514bp的完整开放阅读框,编码504个氨基酸;ECHS1基因cDNA全长为1013bp,有873bp的完整开放阅读框,编码290个氨基酸。这三个基因的核酸序列及其推测的氨基酸序列与人、大小鼠序列高度同源。在GenBank中注册号分别为GQ507485、GQ507486、GQ845171。
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