目的
基于代谢组学和网络药理学探讨非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)与动脉粥样硬化共病的发病机制。
方法
野生型C57BL/6J小鼠和ApoE
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小鼠各6只,分别给予普通饮食和高脂饮食16周,构建NAFLD和动脉粥样硬化共病模型,取血清标本进行非靶向代谢组学检测,鉴定差异代谢产物。运用网络药理学探讨差异代谢物对动脉粥样硬化和NAFLD的可能作用机制,并采用小鼠NCTC1469细胞和RAW264.7细胞构建体外共病模型,油红O染色检测细胞脂质积蓄情况,细胞计数试剂盒检测细胞活性,透射电镜和JC-1染色检测线粒体形态和功能,并验证共病模型的可能病理机制。
结果
代谢组学分析共鉴定出85种共病差异代谢产物。将前二十种差异代谢物进行网络药理学分析,结果显示差异代谢产物影响动脉粥样硬化和NAFLD的核心靶点为
STAT3
、
EGFR
、
MAPK14
、
PPARG
、
NFKB1
、
PTGS2
、
ESR1
、
PPARA
、
PTPN1
、
SCD
;基因组百科全书富集分析显示前十位的信号通路为PPAR信号通路、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、酒精性肝病、催乳素信号通路、胰岛素抵抗、TNF信号通路、乙型肝炎、松弛素信号通路、IL-17信号通路、非酒精性脂肪肝。体外实验验证结果显示,脂代谢相关基因
PPARG
、
PPARA
、
PTPN1
和
SCD
在肝细胞模型中变化明显,且脂肪变性的肝细胞影响巨噬细胞炎症相关基因
STAT3
、
NFKB1
和
PTGS2
的表达;脂肪变性的肝细胞促进泡沫细胞的形成,加重泡沫细胞的脂质积蓄;脂肪变性后的肝细胞线粒体受损,形态破坏,功能受损,活性氧产生增加,而泡沫细胞形成后加重线粒体损伤。
结论
脂代谢异常和炎症反应是动脉粥样硬化和NAFLD共病模型的显著特点,肝细胞脂肪变性后线粒体受损,导致线粒体功能障碍,活性氧增多,激活巨噬细胞炎症反应,加速动脉粥样硬化的发展。