Ubiad1 基因影响肝脏脂质代谢的性别差异研究:为脂肪肝防治带来新曙光

【字体: 时间:2025年02月28日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究 Ubiad1 与肥胖及肝脏脂质代谢关系,研究人员用小鼠和人类队列研究,发现 Ubiad1+/-小鼠肝脏脂质代谢有性别差异。

  在全球范围内,肥胖问题正以惊人的速度蔓延,就像一场来势汹汹的 “健康危机”。在欧洲和美国,肥胖(身体质量指数 BMI≥30)的患病率不断攀升,而且肥胖具有很强的遗传性,遗传因素在其中所占比例高达 50% - 90%。不仅如此,肥胖还与多种心脏代谢疾病紧密相连,其中非酒精性脂肪肝(NAFLD)尤为突出,它影响着全球二十亿成年人,并且预计 20% 的患者会发展成非酒精性脂肪性肝炎。
更让人担忧的是,在肥胖、NAFLD 等疾病上存在着明显的性别差异,可背后的机制却一直没有完全弄清楚。此前研究发现,染色体 4 上的一个区域与饮食诱导的皮下脂肪积累有关,UbiA 异戊烯基转移酶结构域包含 1(Ubiad1)基因是这个区域的候选基因之一,它可能参与脂质代谢调控,不过 Ubiad1 对饮食诱导的肥胖有什么影响,以及它如何影响 NAFLD 中肝脏特定脂质的积累,都还不清楚。

为了揭开这些谜团,来自挪威奥斯陆大学、纽约大学格罗斯曼医学院、加州大学等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为我们认识肥胖和肝脏脂质代谢提供了新的视角。

研究人员开展了一系列实验,主要用到了以下几种关键技术方法:

  1. 队列研究:选取人类 “ADIPO 队列”,包括 12 名瘦人和 12 名肥胖者;还使用了杂交小鼠多样性面板(HMDP)中的约 100 种小鼠品系,通过对这些队列的研究,分析 Ubiad1 表达与肥胖的关系。
  2. 基因编辑技术:运用 CRISPR/Cas9 技术构建 Ubiad1 基因敲除小鼠模型,以此来研究 Ubiad1 基因缺失对小鼠的影响。
  3. 分子生物学技术:采用逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测基因表达水平;利用 RNA 测序分析肝脏组织的整体基因表达情况;运用免疫印迹法检测蛋白质水平;通过高效液相色谱 - 飞行时间质谱联用技术(HPLC-qTOF/MS)对肝脏脂质进行详细分析。

下面来看看具体的研究结果:

  1. Ubiad1 表达与肥胖的相关性:研究人员发现,在小鼠和人类中,脂肪组织 Ubiad1 mRNA 表达与肥胖呈负相关,与线粒体相关基因呈正相关。在小鼠实验中,皮下脂肪组织 Ubiad1 mRNA 水平与皮下脂肪垫重量呈负相关;在人类实验中,肥胖个体皮下脂肪组织的脂肪细胞中 UBIAD1 mRNA 显著降低12
  2. Ubiad1 基因敲除小鼠的特性:构建 Ubiad1 基因敲除小鼠时发现,纯合敲除(Ubiad1-/-)在胚胎期致死,无法得到成年的 Ubiad1-/-小鼠。杂合敲除(Ubiad1+/-)小鼠与野生型(Ubiad1+/+)小鼠在高脂饮食(HFD)喂养 10 周后,体重增加、身体组成、肝脏重量、脂肪垫重量以及非空腹血浆胆固醇水平等方面均无显著差异34
  3. 对肝脏脂质相关基因表达的影响:在雌性 Ubiad1+/-小鼠肝脏中,Hmgcr、Ldlr、Pcsk9、Srebf2 和 Pparg 等与肝脏脂质代谢相关的基因 mRNA 表达水平升高;而在雄性 Ubiad1+/-小鼠中,这些基因的 mRNA 表达没有显著变化5
  4. 肝脏脂质代谢途径的变化:RNA 测序结果显示,Ubiad1+/-小鼠肝脏中多个脂质代谢途径受到影响。雄性 Ubiad1+/-小鼠中,胆固醇生物合成、类异戊二烯代谢等途径相关基因表达增加;雌性 Ubiad1+/-小鼠中,脂质和甘油三酯生物合成 / 代谢过程相关基因表达上调6
  5. 肝脏特定脂质的变化:通过 HPLC-qTOF/MS 分析发现,雌性 Ubiad1+/-小鼠肝脏中神经酰胺(Cer)水平升高;雄性 Ubiad1+/-小鼠肝脏中磷脂酰甘油(PG)、磷脂酰肌醇(PI)和溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)水平降低7

综合研究结果和讨论部分,我们可以看到这项研究有着重要意义。它首次揭示了 Ubiad1 在肝脏脂质代谢中的性别特异性作用,这为理解肥胖和 NAFLD 的发病机制提供了新的思路。不过,研究也存在一些局限性,比如 10 周的高脂饮食干预时间可能不够长,未能完全揭示 Ubiad1 对胆固醇积累和 NAFLD 的影响。未来的研究可以进一步延长饮食干预时间,结合组织学分析,深入探究 Ubiad1 对胰岛素敏感性等相关性状的影响,以及其在肝脏脂质代谢中性别特异性作用的分子机制。相信随着研究的不断深入,我们能更好地预防和治疗肥胖及相关代谢性疾病,为人类健康带来更多希望。
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