通过SOCS1/JAK2/STAT3及丁酸增加的M1型巨噬细胞导致高脂血症小鼠慢性低度炎症的机制研究

作     者：付绍为 

作者单位：大连医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：路小光

授予年度：2022年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

主      题：肥胖 炎症 巨噬细胞 新陈代谢 

摘      要：目的:探究高脂血症导致肠道菌群代谢物变化引起的肝巨噬细胞异常极化是否在高脂血症人群慢性低度炎症这一过程起重要作用及其分子机制。为高脂血症患者炎症性疾病的治疗和预防提供新思路。方法:将24只SPF级C57BL/6J雄性小鼠,随机分为四组:正常饮食组(CON组,n=6)、正常饮食+左旋精氨酸注射组(CON+L-Arg组,n=6)、高脂饮食组(HLP组,n=6)、高脂饮食+左旋精氨酸注射组(HLP+L-Arg组,n=6)。CON+L-Arg、HLP+L-Arg组小鼠通过腹腔注射20%的左旋精氨酸盐溶液(3.5g/kg)诱导全身无菌性炎症反应模型,CON、HLP组的小鼠在相同时间给予同等计量的无菌生理盐水(0.02ml/g)腹腔注射形成对照。造模完成后24h,观察小鼠的一般状态,于小鼠腹主动脉抽取出0.8 m L血样,ELASA法测定血清甘油三酯、IL-1β、TNF-α和i NOs含量;取胰腺、结肠组织行HE染色并病理评分;免疫组织化学法观察肝细胞CD86、CD163分布及表达;Western blot法观察肝组织CD86、CD163、TLR4、NF-κB、p-JAK2、p-STAT3和SOCS-1蛋白表达结果,采用16S r RNA基因测序分析结肠粘液层菌群结构,基于液质联用(LC-MC/MS)方法分析粘液层代谢组学。结果:1.饲喂8周后,CON组和HLP组小鼠的体重均较其初始体重增加(p0.05);并且高脂喂养组体重明显高于正常喂养组(p0.05)。高脂喂养组的甘油三酯水平也明显超过正常饲养组(p0.05)。2.与CON组相比,CON+L-Arg组胰腺、结肠组织HE染色见水肿淤血及部分坏死,组织病理评分升高(P0.05);HLP组小鼠胰腺、结肠组织水肿淤血不明显;与HLP组小鼠相比,HLP+L-Arg组小鼠胰腺、结肠组织水肿淤血及坏死区域明显增大;相较于CON+L-Arg组小鼠,HLP+L-Arg组小鼠胰腺、结肠组织水肿淤血及坏死更加明显。3.与CON+L-Arg组相比,HLP+L-Arg小鼠血清IL-1β、TNF-α和i NOS的含量明显增高(p0.05);但CON组和HLP组之间没有显著差异(p0.05)。4.免疫组化结果显示,与CON、CON+L-Arg组相对比,HLP、HLP+L-Arg组小鼠肝组织激活的巨噬细胞数目明显增多,其中以M1型增多为主(p0.05)。*** Blot结果显示,与CON组相比,HLP组小鼠CD86蛋白表达明显升高(p0.01),与CON+L-Arg组相比,HLP+L-Arg小鼠CD86蛋白表达升高(p0.05);与CON组、CON+L-Arg组相比,HLP组、HLP+L-Arg组小鼠TLR4蛋白表达升高(p0.01);与CON组相比,HLP组小鼠NF-κB蛋白表达升高(p0.01),与CON+L-Arg组相比,HLP+L-Arg组小鼠NF-κB蛋白表达升高(p0.05);与CON组、CON+L-Arg组相比,HLP组、HLP+L-Arg组小鼠p-JAK2蛋白表达降低(p0.001);与CON组相比,HLP组小鼠p-STAT3蛋白表达明显降低(p0.01),与CON+L-Arg组相比,HLP+L-Arg组小鼠p-STAT3蛋白表达明显降低(p0.001);与CON组、CON+L-Arg组相比,HLP组、HLP+L-Arg组小鼠SOCS-1蛋白表达升高(p0.001)。6.16S r RNA测序结果显示,与CON组相比,HLP组拟杆菌的丰度从38.9%下降到20.3%,而厚壁菌的丰度从39.6%增加到47.7%。并且靶向代谢组学结果显示,与CON组相比,HLP组乙酸的百分比从76.7%下降到50.5%,而丁酸的百分比则从7.8%增加到26.2%。结论:1.8周的高脂肪饮食可以成功建造小鼠高脂血症模型;2.高脂血症小鼠处于慢性低度炎症状态,并且腹腔注射20%的左旋精氨酸溶液可以建立全身无菌性炎症反应模型,高脂血症小鼠产生了更明显的全身炎症反应,胰腺、结肠组织水肿淤血及坏死区域明显增大,促炎因子IL-1β、TNF-α和i NOS的表达显著增加。3.高脂血症会导致短链脂肪酸丁酸的产生增加,一旦受到外界刺激,可促进SOCS-1表达,抑制JAK2/STAT3通路磷酸化,引起肝脏促炎性M1巨噬细胞的分化增加,可诱导更明显的全身炎症反应。