奶牛脂肪肝中PNPLA2-PPARα/δ信号通路受损与脂质积累及炎症的关联机制研究

针对奶牛围产期高发脂肪肝缺乏特异性防治策略的问题，研究人员通过分析肝脏PNPLA2-PPARα/δ信号轴状态，发现脂肪肝奶牛存在PNPLA2/HSL/MGLL介导的甘油三酯水解障碍、PPARα/δ转录活性抑制及严重炎症反应，为靶向干预提供了新思路。

　　

研究背景

奶牛围产期脂肪肝是困扰畜牧业的重要代谢性疾病，超过50%的产后奶牛出现肝脏脂质沉积，导致产奶量下降并增加酮病、乳房炎等风险。目前因分子机制不明，缺乏特异性防治手段。既往研究表明，甘油三酯(TAG)代谢紊乱是核心病理特征，其中patatin样磷脂酶域蛋白2(PNPLA2)是TAG水解限速酶，其释放的游离脂肪酸(FFA)可激活过氧化物酶体增殖物激活受体α/δ(PPARα/δ)促进脂肪酸β-氧化并抑制炎症。但该通路在奶牛脂肪肝中的作用尚未阐明，这成为吉林大学团队开展本研究的出发点。

关键技术方法

研究选取河北邯郸牧场20头奶牛（10头健康对照，10头脂肪肝），通过肝组织油红O染色、ELISA检测炎症因子、免疫荧光和Western blot分析蛋白表达、qRT-PCR检测基因转录水平，系统评估了PNPLA2-PPARα/δ信号轴状态。

研究结果

3.1 肝脏脂肪变性与炎症标志物

脂肪肝奶牛肝脏TAG含量超5%（健康组<1%），油红O染色显示明显脂滴积累，同时F4/80⁺巨噬细胞浸润增加。ELISA显示促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α水平显著升高，抗炎因子IL-10降低，对应基因转录水平呈现相同趋势。

3.2 TAG水解酶状态

免疫荧光显示PNPLA2蛋白表达降低70%，Western blot证实PNPLA2、磷酸化HSL(p-HSL)和MGLL蛋白分别减少62%、55%和48%。对应基因PNPLA2、LIPE(HSL编码基因)和MGLL mRNA水平下降40%-60%。

3.3 PNPLA2调控因子

共激活因子ABHD5和抑制因子G0S2的蛋白及mRNA水平在两组间无显著差异，提示PNPLA2功能抑制可能源于自身表达异常而非调控因子改变。

3.4 PPARα转录活性

脂肪肝组肝脏总PPARα蛋白减少52%，核定位PPARα降低61%，其靶基因CPT1A、PEPCK和ACOX1 mRNA表达下降40%-65%。

3.5 PPARδ转录活性

PPARδ总蛋白及核蛋白分别减少48%和57%，其调控的PDK4、LPL和UCP3基因转录水平降低35%-60%。

结论与意义

该研究首次揭示奶牛脂肪肝中存在PNPLA2-PPARα/δ信号轴双重抑制：PNPLA2功能缺陷导致肝内FFA生成不足，削弱PPARα/δ介导的脂肪酸氧化能力；同时循环FFA升高可能通过氧化应激加剧炎症。这种"脂解-氧化-炎症"恶性循环为理解疾病机制提供了新视角，提示靶向激活该通路可能成为防治策略。论文发表于《Animal Reproduction Science》，由通讯作者Zhiyuan Fang团队完成，为开发特异性干预措施奠定了理论基础。