DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.33.07
中图分类号:R575;|R656.6+1
张硕, 梁关友, 杜晨辉, 沙地克·阿帕尔, 曹新岭
| 【作者机构】 | 新疆医科大学第一附属医院肝脏·腹腔镜外科 |
| 【分 类 号】 | R575;R656.6+1 |
| 【基 金】 | 省部共建中亚高发病成因与防治国家重点实验室基金资助项目(SKL-HIDCA-2023-26) 新疆医科大学第一附属医院“青年科研启航”专项基金面上项目(2024YFYQKMS-04)。 |
代谢相关脂肪性肝病(metabolic associated fatty liver disease,MAFLD)是全球最常见的慢性肝病之一,尤其是在肥胖或超重的人群中,全球流行率高达50.7%,已成为全球健康的重大挑战[1]。与传统定义的非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)相比,MAFLD更强调与代谢疾病的密切关系,突出了代谢综合征的核心特征[2]。袖状胃切除术作为一种有效的减重手术,已被证明不仅减轻肥胖患者的体重,还对MAFLD有缓解作用[2]。然而,袖状胃切除术如何通过分子机制改善MAFLD的病理过程,尤其是其与免疫代谢调控的关系,仍需进一步研究。研究表明,STING信号通路可能在MAFLD的病程中发挥重要作用,通过激活细胞内DNA的刺激,调控炎症因子的表达,进而加剧肝脏脂质沉积和损伤[3-7]。本研究拟建立MAFLD小鼠模型,探讨袖状胃切除术后STING信号通路的关键蛋白和mRNA表达变化,结合代谢指标和炎症因子分析,初步探索该信号通路在袖状胃切除术缓解MAFLD中的作用,为袖状胃切除术治疗MAFLD的机制提供分子依据。
SPF级C57BL/6雄性小鼠19只,约6周龄,18~22 g,购自新疆医科大学实验动物中心,实验动物生产许可证号:SCXK(新)2023-0001,实验动物使用许可证号:SCXK(新)2023-0004,实验动物合格证号:004120250 07216。本研究经新疆医科大学第一附属医院伦理委员会批准(20250422-10)。
全自动生化分析仪(德国Siemens Healthineers公司,型号:ADVIA 2400);电泳仪(北京柳仪科技发展有限公司,型号:H2050R);凝胶成像系统(上海天能科技有限公司,型号:Tanon 1600);PCR仪(美国Bio-Rad公司,型号:T100TM Thermal Cycler)。STING、TBK1、IRF3、NF-κB、GAPDH及山羊抗兔IgG(重链+轻链)辣根过氧化物酶标记二级抗体[Goat Anti-Rabbit IgG(H+L),Horseradish Peroxidase Conjugated Secondary Antibody,Goat Anti-Rabbit IgG(H+L)-HRP]均购于上海亲和生物科技有限公司(货号:DF12090、DF7026、DF6895、AF3895、AF7021、S0001)。干扰素(interferon,IFN)-α、IFN-β、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素(interleukin,IL)-1、IL-4、IL-6、IL-10酶联免疫吸附试验试剂盒均购自美国R&D Systems公司(货号:MAB109、MAB185、DY410、DY401、DY404、DY406、DY417)。
18只6周龄SPF级C57BL/6雄性小鼠均在新疆医科大学实验动物中心饲养,恒温恒湿,自由摄食饮水。标准饲料适应性喂养1周后建立MAFLD模型。按照随机数字表法将其分为空白对照组(6只)、高脂模型组(6只)、袖状胃切除术组(6只)。空白对照组给予普通饲料喂养,高脂模型组和袖状胃切除术组均给予高脂饲料喂养8周,8周后袖状胃切除术组行手术治疗,术前禁食8 h,使用异氟烷吸入麻醉,采用上腹正中切口入腹,由幽门下直至胃底游离大弯侧胃网膜,用血管钳关闭胃腔,袖状式切除胃腔,用6-0不可吸收线缝合残胃。3-0丝线关闭腹膜及腹肌,4-0丝线间断缝合皮肤,术后继续喂养高脂饲料8周。
1.4.1 血清学指标检测 收集小鼠静脉血,使用全自动分析仪检测丙氨酸转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸转氨酶(aspartateaminotransferase,AST)、甘油三酯(triglycerides,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)及空腹胰岛素(fasting insulin,FINS)水平等血清学指标。计算HOMA-IR=(FBG×FINS)/22.5。
1.4.2 肝组织中炎症因子检测 根据试剂盒说明书测定IFN-α、IFN-β、TNF-α、IL-1、IL-4、IL-6、IL-10的含量。
1.4.3 小鼠肝组织病理染色 小鼠肝脏组织经4%多聚甲醛固定后,依次进行脱水和石蜡包埋、切片、二甲苯脱蜡处理等。经不同浓度乙醇脱水后,进行HE染色和油红O染色,显微镜下观察小鼠肝脏组织。
1.4.4 Western blot法检测肝组织中STING/TBK1/IRF3/NF-κB蛋白表达 提取肝组织总蛋白,使用BCA法定量,SDS-PAGE电泳后转膜至PVDF膜,分别孵育一抗:STING(1∶1 000)、TBK1(1∶1 000)、IRF3(1∶1 000)、NF-κB(1∶1 000)及内参GAPDH(1∶5 000),二抗为Goat Anti-Rabbit IgG(H+L)-HRP(1∶5 000),ECL显色后使用化学发光成像系统分析灰度值。
1.4.5 RT-qPCR法检测肝组织中STING/TBK1/IRF3/NF-κB mRNA表达 首先从肝组织中提取总RNA,并通过反转录反应将RNA转化为cDNA。然后使用TaqMan探针进行qPCR反应,采用特异性引物检测STING、TBK1、IRF3和NF-κB mRNA的表达。RT-qPCR反应体系:含cDNA模板2 μl,正、反向引物各0.8 μl、2×TaqMan Master Mix 10 μl,无核酸酶水补齐至20 μl;反应程序为95 ℃10 min,随后95 ℃15 s、60 ℃60 s,循环40次。以GAPDH为内参,采用2-ΔΔCt法计算相对表达量。熔解曲线按仪器默认设置。引物信息见表1。
表1 引物信息
采用GraphPad Prism 9.5.0软件进行数据分析。计量资料采用均值±标准差(
)表示,多组间采用单因素方差分析,两组间比较采用独立样本t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
与空白对照组比较,高脂模型组ALT和AST水平升高(P<0.05);与高脂模型组比较,袖状胃切除术组ALT和AST水平降低(P<0.05)。见图1。
图1 各组小鼠肝功能指标比较(n=6)
与空白对照组比较,aP<0.05;与高脂模型组比较,bP<0.05。ALT:丙氨酸转氨酶;AST:天冬氨酸转氨酶。
与空白对照组比较,高脂模型组LDL-C、TG、TC水平升高,HDL-C水平降低(P<0.05);与高脂模型组比较,袖状胃切除术组LDL-C、TG、TC水平降低,HDL-C水平升高(P<0.05)。见图2。
图2 各组小鼠脂代谢指标比较(n=6)
与空白对照组比较,aP<0.05;与高脂模型组比较,bP<0.05。LDL-C:低密度脂蛋白胆固醇;HDL-C:高密度脂蛋白胆固醇;TG:甘油三酯;TC:总胆固醇。
与空白对照组比较,高脂模型组FPG、HOMA-IR、FINS升高(P<0.05);与高脂模型组比较,袖状胃切除术组FPG、HOMA-IR、FINS降低(P<0.05)。见图3。
图3 各组小鼠糖代谢指标比较(n=6)
与空白对照组比较,aP<0.05;与高脂模型组比较,bP<0.05。FPG:空腹血糖;FINS:空腹胰岛素。
与空白对照组比较,高脂模型组IFN-β、TNF-α、IL-1、IL-6水平升高;IFN-α、IL-4、IL-10水平降低(P<0.05)。与高脂模型组比较,袖状胃切除术组IFN-β、TNF-α、IL-1、IL-6水平降低;IFN-α、IL-4、IL-10水平升高(P<0.05)。见图4。
图4 各组小鼠肝组织炎症因子表达比较(n=6)
与空白对照组比较,aP<0.05;与高脂模型组比较,bP<0.05。IFN:干扰素;TNF-α:肿瘤坏死因子-α;IL:白细胞介素。
对照组肝脏结构规整,肝细胞排列紧密,无炎症细胞浸润及脂肪沉积。假手术组肝脏结构紊乱,肝细胞出现脂肪滴,炎症细胞浸润显著,病理损伤严重。袖状胃切除术组肝脏结构有序,肝细胞排列紧密,炎症细胞浸润减少,无明显脂肪小泡,病理改变较假手术组明显减轻。见图5。
图5 各组小鼠肝组织病理切片(20×)
与空白对照组比较,高脂模型组STING、TBK1、IRF3、NF-κB蛋白表达升高(P<0.05);与高脂模型组比较,袖状胃切除术组STING、TBK1、IRF3、NF-κB蛋白表达降低(P<0.05)。见图6。
图6 各组小鼠STING、TBK1、IRF3、NF-κB蛋白表达比较
A:蛋白条带图;B:各组小鼠肝组织STING蛋白比较(n=6);C:各组小鼠肝组织TBK1蛋白比较(n=6);D:各组小鼠肝组织IRF3蛋白比较(n=6);E:各组小鼠肝组织NF-κB蛋白比较(n=6)。与空白对照组比较,aP<0.05;与高脂模型组比较,bP<0.05。
与空白对照组比较,高脂模型组STING、TBK1、IRF3、NF-κB mRNA表达升高(P<0.05);与高脂模型组比较,袖状胃切除术组STING、TBK1、IRF3、NF-κB mRNA表达降低(P<0.05)。见图7。
图7 各组小鼠STING、TBK1、IRF3、NF-κB mRNA表达比较(n=6)
与空白对照组比较,aP<0.05;与高脂模型组比较,bP<0.05。
本研究通过建立MAFLD小鼠模型,评估袖状胃切除术在缓解肝脏脂质沉积、炎症反应及糖脂代谢紊乱方面的作用,并观察术后STING/TBK1/IRF3/NF-κB信号通路关键蛋白及mRNA的表达变化。结果显示,袖状胃切除术后该信号通路蛋白及mRNA表达水平下降,提示STING信号通路可能在袖状胃切除术缓解MAFLD过程中发挥重要调控作用。
STING信号通路作为细胞内DNA感知受体,在脂肪代谢紊乱、氧化应激或细胞损伤时被激活。其下游TBK1可通过磷酸化激活IRF3,启动免疫反应及IFN-β 等促炎因子的产生[8];TBK1亦可激活NF-κB通路,进一步放大炎症反应[9]。本研究中,袖状胃切除术后小鼠糖脂代谢及促炎因子指标降低、抗炎因子指标升高,肝 组织STING、TBK1、IRF3、NF-κB蛋白和mRNA表达水平降低。提示袖状胃切除术不仅通过减重缓解MAFLD,还可能通过STING调控免疫代谢通路发挥作用。
尽管STING通路表达在袖状胃切除术后下调,但其调控机制尚未完全明确。STING作为细胞内DNA识别相关炎症放大轴,与多种经典MAFLD调控机制存在潜在交互关系。已有研究提示,肠道菌群失调是STING激活配体,失调的肠道菌群通过增加细菌DNA进入血液,间接增强STING活性[4]。胆汁酸代谢异常可能促进STING信号通路的激活。在胆汁淤积、肝胆屏障破坏等条件下,毒性胆汁酸积聚可通过损伤肝细胞线粒体,增加活性氧水平并促进线粒体DNA泄漏,从而激活STING通路并加剧炎症因子释放[10]。肥胖引起的高脂负荷和氧化应激可导致线粒体功能障碍与mtDNA泄漏,从而通过STING通路放大肝脏炎症[11]。因此,STING可能并非独立通路,而是多种免疫代谢机制整合调控的枢纽。结合本研究观察与相关文献,推测袖状胃切除术可能通过以下机制间接抑制STING通路活性:袖状胃切除术后肠道菌群重塑及黏膜屏障功能改善,减少细菌产物及DNA等STING配体入血,降低激活风险[4,12];袖状胃切除术后胆汁酸代谢重构激活TGR5或FXR等核受体,进一步平衡肝脏免疫代谢状态[13]。另外,袖状胃切除术后脂肪组织减少与氧化应激缓解,降低线粒体或细胞核DNA释放,从而降低STING通路表达水平[14]。上述多因素可能协同作用,最终抑制STING下游TBK1/IRF3/NF-κB级联放大反应,减轻肝脏炎症损伤。
综上所述,袖状胃切除术可能通过下调STING/TBK1/IRF3/NF-κB信号通路活性,缓解肝脏炎症反应并改善代谢紊乱,从而对MAFLD发挥一定治疗潜力。本研究为STING通路作为干预靶点提供了初步依据,未来需要通路抑制剂干预、基因敲除或细胞功能实验等机制性验证予以进一步阐明机制。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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