《Scientific Reports》:RORα fine-tunes the circadian control of hepatic triglyceride synthesis and gluconeogenesis
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为探究 RORα 对肝脏脂质代谢的影响,法国研究人员以 RORα 基因敲除(sg/sg)小鼠为模型,研究肝脏甘油三酯(TG)合成及糖异生的昼夜变化。结果发现 RORα 缺失影响肝脏 TG 合成和核心时钟基因表达。该研究为防治代谢疾病提供了新方向。
在人体这个复杂的 “小宇宙” 里,代谢过程就像一场有序的交响乐,而昼夜节律则是那精准的指挥家。众多研究表明,代谢与昼夜节律紧密相连,它们共同维持着身体的健康平衡。在这个 “指挥系统” 中,核受体
RORα 扮演着重要角色,参与昼夜节律调节,还与脂质和葡萄糖代谢密切相关。此前研究发现,RORα 基因敲除(sg/sg)小鼠代谢表型有所改善,这让人们看到了通过调节 RORα 防治代谢疾病的希望。但问题也接踵而至,RORα 究竟如何影响肝脏脂质代谢的昼夜变化?在这一过程中,它与核心时钟基因又有着怎样的互动?这些谜题亟待解开。
为了攻克这些难题,法国索邦大学 - 法国国家健康与医学研究院(Sorbonne Université-Inserm)的研究人员挺身而出,展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为我们揭示了其中的奥秘。
研究人员在此次研究中,主要运用了基因敲除技术、转录和蛋白质分析技术以及代谢功能检测技术。他们以 RORα 基因敲除的 sg/sg 小鼠为研究对象,同时设置野生型(WT)小鼠作为对照。通过对小鼠肝脏组织的 mRNA 提取、逆转录和定量 PCR,检测相关基因的表达水平;利用蛋白质免疫印迹分析技术,测定蛋白质的含量和变化。此外,还通过检测放射性标记底物掺入 TG 的情况,评估肝脏脂质合成功能;借助丙酮酸耐受试验,考察糖异生能力。
研究结果显示:
- sg/sg 小鼠代谢参数改善:sg/sg 小鼠全天的肝脏 TG 含量、血浆 TG 和葡萄糖浓度均低于 WT 小鼠,且昼夜节律波动幅度更小,这表明 RORα 缺失改善了脂质和葡萄糖稳态的昼夜变化。
- 肝脏 TG 合成受影响:在肝脏 TG 合成过程中,sg/sg 小鼠在光期的甘油酮生成(GNG)、糖酵解和从头脂肪生成均受到抑制。例如,在 ZT10 时,GNG 功能下降,PEPCKc 蛋白表达减少;ZT4 时,葡萄糖掺入 TG 的量显著降低,糖酵解限速酶 L-PK 蛋白含量减少;ZT6 时,乙酸掺入 TG 的量大幅下降,脂肪生成关键蛋白 ACC 和 FAS 水平降低。这说明 RORα 缺失导致肝脏 TG 合成在光期受到多途径抑制。
- 核心时钟基因表达异常:RORα 缺失影响了核心时钟基因的表达。Bmal1、Clock 和 Cry1 转录水平降低,Bmal1 转录峰值延迟 4 小时;Reverbα 转录和蛋白表达均出现 4 小时的相位偏移,且蛋白表达幅度减弱。RORγ 转录峰值在夜间延长,蛋白含量增加。这表明 RORα 对维持核心时钟基因的正常节律表达至关重要。
- 脂肪生成转录因子节律紊乱:在 sg/sg 小鼠中,参与脂肪生成调控的转录因子表达节律出现紊乱。光期 Srebp1c 和 LXRα 基因表达下降;夜间 Chrebpα mRNA 提前达到峰值,Srebp1c 和 LXRα 转录本短暂过表达,但由于 Insig1 和 Insig2 蛋白提前增加,抑制了 pSrebp1c 向 mSrebp1c 的成熟转化,导致脂肪生成并未增加。
- 药物干预效果显著:使用 RORα 反向激动剂 SR3335 处理 WT 小鼠,可模拟 sg/sg 小鼠的代谢变化,降低肝脏和血浆 TG 含量,抑制肝脏脂质合成和糖异生;而 RORα 激动剂 SR1078 则产生相反的效果。这进一步证实了 RORα 在肝脏代谢中的重要调节作用。
研究结论表明,RORα 在肝脏脂质和葡萄糖代谢的昼夜调节中起着关键作用。它通过影响核心时钟基因的表达,进而调控 Srebp1c、FAS、ACC、PKL 和 PEPCKc 等基因的转录,精细调节脂肪生成。从机制上看,RORα 蛋白具有明显的昼夜节律性,其缺失会导致 Bmal1 和 Reverbα 表达相位偏移,进而扰乱 Srebp1c/Insigs 通路。此外,RORα 还能抑制 LXRα 转录,间接控制 Srebp1c 表达和脂肪生成。
这项研究意义重大,它为深入理解肝脏代谢的昼夜调控机制提供了新的视角,明确了 RORα 作为潜在治疗靶点的重要性。在防治代谢疾病方面,研究提示通过药物调节 RORα 活性可能是预防肥胖、血脂异常等疾病的有效策略。但同时,研究也指出,RORα 的调节作用在不同饮食和病理背景下存在差异,这为后续研究指明了方向,有助于开发更精准、有效的代谢疾病治疗方案。
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