本文档属于类型a,以下是根据要求生成的学术报告:
Piezo1在胃ghrelin细胞中的机械感知对小鼠肝脏脂质稳态的贡献
作者及研究机构
本研究由Jinshan Zhang、Yawen Zhao、Shaohong Wu、Mengxue Han、Luyang Gao、Ke Yang、Hui Chen、Cunchuan Wang和Geyang Xu共同完成。研究团队来自暨南大学医学院生理学系、暨南大学第一附属医院代谢与减重外科、中山大学第三附属医院生物治疗中心以及教育部病毒发病机制与感染预防控制重点实验室(暨南大学)。研究于2024年10月22日发表在《Science Signaling》期刊上。
学术背景
代谢功能障碍相关的脂肪性肝病(MASLD,Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease)是全球最常见的肝脏疾病,其特征是肝细胞内脂肪的积累。长期脂肪积累可能导致炎症、纤维化、肝细胞损伤,最终发展为肝硬化和肝癌。目前,MASLD的治疗主要通过减重来逆转肝脏脂肪变性。Ghrelin是一种由胃ghrelin细胞释放的促食欲肽,在调节肝脏脂肪变性和控制体重方面起关键作用。Ghrelin通过增加食欲、脂肪和肝脏脂质储存,促进肥胖和脂肪肝的发展。Piezo1是一种机械敏感离子通道,能够感知机械刺激并参与多种生理过程。本研究旨在探讨胃ghrelin细胞中的Piezo1如何通过调节ghrelin的合成和分泌来影响肝脏脂质代谢,从而为脂肪肝的治疗提供新的理论依据。
研究流程
1. 小鼠模型的构建
研究团队通过将Piezo1fl/fl小鼠与ghrl-cre小鼠杂交,构建了胃ghrelin细胞特异性Piezo1基因敲除小鼠(ghrl-Piezo1−/−)。通过PCR分析确认基因敲除的成功,并使用荧光报告小鼠验证了ghrl-cre的特异性。
饮食干预与样本收集
将ghrl-Piezo1−/−小鼠和对照小鼠分别喂食低脂饮食(LFD)和高脂饮食(HFD)12周。随后,收集血液、肝脏和胃组织样本,用于后续分析。
ghrelin合成与分泌的检测
通过Western blot和实时定量PCR(qPCR)检测胃组织中ghrelin的合成,并通过免疫测定法检测血浆中ghrelin的水平。
肝脏脂质积累的评估
测量肝脏重量和肝脏/体重比,并通过苏木精-伊红(H&E)染色和油红O染色评估肝脏脂肪变性。此外,使用生化试剂盒检测肝脏和血浆中的甘油三酯(TG)和游离脂肪酸(FFA)水平。
脂质代谢相关基因和蛋白的表达分析
通过Western blot和qPCR检测肝脏中脂质合成(如PPARγ、SREBP1c、ACC、FAS)和脂质氧化(如PPARα、ACADL、PGC1α)相关基因和蛋白的表达水平。
ghrelin受体拮抗剂实验
对ghrl-Piezo1−/−小鼠注射ghrelin受体拮抗剂D-Lys3-GHRP-6,观察其对肝脏脂肪变性和脂质代谢的影响。
胃机械拉伸实验
在C57BL/6J小鼠胃内植入硅胶珠,诱导胃机械拉伸,观察其对ghrelin合成和肝脏脂质积累的影响。
主要结果
1. ghrl-Piezo1−/−小鼠的高ghrelin血症和肝脏脂肪变性
与对照小鼠相比,ghrl-Piezo1−/−小鼠在低脂和高脂饮食下均表现出ghrelin合成和分泌的增加,以及肝脏脂肪变性的加重。肝脏中脂质合成相关基因和蛋白的表达上调,而脂质氧化相关基因和蛋白的表达下调。
ghrelin受体拮抗剂改善肝脏脂肪变性
注射D-Lys3-GHRP-6后,ghrl-Piezo1−/−小鼠的肝脏脂肪变性得到显著改善,脂质合成相关基因和蛋白的表达下调,脂质氧化相关基因和蛋白的表达上调。
胃机械拉伸抑制ghrelin合成和肝脏脂质积累
在C57BL/6J小鼠中,胃内植入硅胶珠显著抑制了ghrelin的合成和分泌,并减轻了高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性。然而,这一效果在ghrl-Piezo1−/−小鼠中未观察到。
结论
本研究揭示了胃ghrelin细胞中的Piezo1通过感知机械拉伸抑制ghrelin的合成和分泌,从而调节肝脏脂质代谢的机制。ghrl-Piezo1−/−小鼠由于Piezo1的缺失导致ghrelin过度分泌,进而引发肝脏脂肪变性。ghrelin受体拮抗剂和胃机械拉伸实验进一步证实了ghrelin在肝脏脂质代谢中的关键作用。这些发现为脂肪肝的治疗提供了新的潜在靶点,强调了胃-肝轴在脂质稳态中的重要性。
研究亮点
1. 重要发现
本研究首次揭示了Piezo1在胃ghrelin细胞中的机械感知功能及其对肝脏脂质代谢的调节作用。
方法创新
研究团队通过构建胃ghrelin细胞特异性Piezo1基因敲除小鼠,并结合ghrelin受体拮抗剂和胃机械拉伸实验,系统地验证了Piezo1的功能。
研究对象的特殊性
研究聚焦于胃ghrelin细胞和肝脏脂质代谢的关系,为理解胃-肝轴在代谢疾病中的作用提供了新的视角。
其他有价值的内容
本研究还探讨了Piezo1在肝脏炎症和纤维化中的潜在作用,为进一步研究Piezo1在肝脏疾病中的功能提供了方向。此外,研究团队开发的ghrl-Piezo1−/−小鼠模型为未来研究ghrelin和Piezo1的功能提供了重要的实验工具。