长寿基因驱动的肝脏转录程序赋予Ames侏儒小鼠对高脂饮食诱导肝损伤的抵抗能力
《GeroScience》:Longevity-driven hepatic transcriptional programs mediate resilience to diet-induced liver injury in Ames dwarf mice
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时间:2025年11月28日
来源:GeroScience 5.4
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本研究针对代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)发病率随年龄增长而上升的临床难题,以长寿模型Ames侏儒小鼠为研究对象,通过12周高脂饮食干预,结合肝脏病理评分、细胞因子检测及转录组测序技术,发现生长激素(GH)缺陷通过重塑肝脏PPAR/AMPK信号轴,抑制脂生成基因(Scd1、Acaca等)表达并激活脂肪酸氧化通路,从而显著减轻肝脂肪变性、炎症反应及纤维化风险。该研究为揭示GH信号与肝脏代谢韧性的内在联系提供了关键证据,为MASLD的防治策略开发提供了新靶点。
随着全球老龄化进程加速,代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)已成为威胁老年人健康的重要疾病。高脂饮食(HFD)作为MASLD的主要诱因,可引发肝脏脂质堆积、炎症反应和纤维化,但目前缺乏有效干预手段。有趣的是,生长激素(GH)信号通路在此过程中呈现“双重人格”:短期GH治疗可改善肝纤维化,但长期GH缺陷的Ames侏儒小鼠却表现出卓越的代谢韧性和延长寿命。这一矛盾现象背后,是否隐藏着肝脏自我保护的关键机制?发表于《GeroScience》的最新研究通过多组学整合分析,揭开了长寿模型抵抗MASLD的分子密码。
为探究GH缺陷对肝脏的保护机制,研究团队选取3-4月龄Ames侏儒小鼠(DF)与野生型(WT)小鼠,分别给予标准饮食(STD)或60%脂肪供能的高脂饮食(HFD)干预12周。实验通过H&E染色、天狼星红染色和油红O染色评估肝脏病理变化;采用多重细胞因子芯片检测血浆炎症指标;利用RNA-seq技术解析肝脏转录组差异,并通过KEGG/GO富集分析挖掘关键通路。所有动物实验均遵循UND机构动物护理和使用委员会(IACUC)规范。
组织学分析显示,HFD喂养的WT雄性小鼠出现典型MASLD特征:肝细胞气球样变、脂滴沉积面积显著增加(图1C,图2D),总病理评分升高(图2C)。而DF小鼠无论性别均未出现显著肝损伤,油红O染色显示其脂质沉积程度与STD组无差异(图2D)。值得注意的是,WT雌性小鼠虽体重增加,却未出现明显肝病理改变,提示性别特异性保护机制的存在。
血浆细胞因子检测发现,WT雄性小鼠在HFD干预后IL-1β、MCP-1、IL-2和IL-4水平显著上升(图3A-D),其中IL-1β可通过促进脂肪酸合成酶表达加剧肝脂质沉积。而DF小鼠及WT雌性小鼠均未出现类似炎症因子升高,表明GH缺陷可抑制HFD触发的系统性炎症。
基线转录组比较发现,DF小鼠肝脏脂代谢相关基因(如Cyp2b10、Elovl3)表达显著改变(图4A-B)。HFD干预后,WT雄性小鼠上调基因富集于癌症相关通路(如Myc、Egfr),而DF雄性小鼠则激活PPAR/AMPK信号轴(图5H),下调Scd1、Acacb等脂生成基因。尤为重要的是,DF雌性小鼠对HFD的转录响应最弱,仅13个基因差异表达(图5C),提示其具备更强的代谢稳定性。
在DF雄性小鼠中,PPAR信号通路与AMPK通路协同下调Scd1、Acacb等基因(表1),促进脂肪酸氧化并抑制脂质合成。相反,WT雄性小鼠中Cyp4a14与CD36共上调,加剧甘油三酯堆积。此外,DF小鼠特有的Fmo3基因持续高表达,可能通过调节三甲胺-N-氧化物(TMAO)代谢参与脂质稳态维持。
本研究通过病理-炎症-转录多维度证据,证实GH缺陷型Ames侏儒小鼠通过重构肝脏转录程序,激活PPAR/AMPK代谢保护通路,显著抵抗HFD诱导的MASLD进展。其中雌性DF小鼠表现出的极强代谢稳定性,为性别差异与衰老相关肝病的研究提供了新视角。该发现不仅深化了对GH信号在代谢调控中“双刃剑”角色的理解,更提示靶向肝脏特异性GH下游通路(如PPAR激动剂)可能是防治MASLD的潜在策略。然而,研究未涉及老年小鼠模型及基因功能验证,未来需进一步探讨此类保护机制在生命周期中的持续性。
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