Caveolin-1转录调控机制及其在胆囊胆固醇结石形成中的作用研究

Cholesterol gallstone disease (CGD) is one of the most common digestive diseases worldwide. Abnormal of hepatic cholesterol metabolism plays a critical role in the pathogenesis of CGD. We previously observed that mRNA and protein expression of caveolin-1 in the liver were significantly down-regulated in a lithogenic diet-induced CGD mouse model. Knock-down or knock-out of hepatic caveolin-1 increased bile cholesterol secretion and accelerated the formation of CGD in mice. These results indicate that caveolin-1 plays a critical role in CGD. Current study intends to further investigate whether overexpression of caveolin-1 prevents formation of CGD in mice. Meanwhile, the transcription regulatory mechanisms by which caveolin-1 expression is decreased during the formation of CGD will be analyzed. Moreover, the downstream regulatory mechanisms of caveolin-1 on the formation of CGD will also be studied. The functional consequences of manipulating caveolin-1 expression on hepatic cholesterol metabolism, and on expression levels of Abca1, Abcg5/8, SR-BI, FXR and other nuclear receptors will be analyzed. As the increasing prevalence of CGD, the results of this study will not only expand our understanding of the mechanisms of CGD, but also assist in the eventual development of new therapeutic targets for the disease.

胆囊胆固醇结石（CGD）是常见的消化系统疾病，其发病机制与肝脏胆固醇代谢异常及由此引发的胆道胆固醇高分泌密切相关。微囊蛋白1（CAV1）是调节肝脏胆固醇代谢的重要蛋白，本项目组前期研究发现CGD模型小鼠肝脏中CAV1表达显著下调，敲低或敲除肝脏CAV1显著增加胆道胆固醇分泌并加快小鼠CGD形成，提示CAV1极可能是调节CGD形成的关键分子。本项目拟在前期基础上，在分析过表达CAV1能否预防CGD形成的同时，利用生物信息学分析结合报告基因检测等技术，揭示CGD发病过程中，CAV1表达改变的上游转录调控机制；并通过Western blot、qRT-PCR等方法检测CAV1表达改变对于Abca1、Abcg5/8、SR-BI、FXR等肝脏胆固醇代谢调节分子表达的影响。以期阐明CAV1的上游转录机制和下游调控通路，为认识CGD发病机制提供新线索，并为探寻疾病有效干预方法做出有益的尝试。

胆囊胆固醇结石(CGD)是临床常见的消化疾病，其发病机制尚未完全明确。肝脏胆固醇代谢异常诱发的胆道胆固醇高分泌被认为是CGD发病的重要因素，而微囊蛋白-1（CAV1）被认为是其中的关键分子。因此该项目旨在分析小鼠CAV1 过表达后对致石饮食（LD）诱导的小鼠 CGD 形成的影响。同时通过生物信息学技术及相关文献检索，筛选对CAV1存在潜在调控作用的转录因子（如FOXO3、Sp1等），利用报告基因检测方法，验证上述转录因子对CAV1的调控作用。进一步在上述转录因子调节CAV1表达后，分析其对CGD形成速度、胆汁胆固醇饱和指数（CSI）、肝脏 ABCG5/8、SRBI、SREBP2 等胆固醇代谢相关分子表达水平的影响。.结果显示：1.腹腔AAV2/8CAV1 注射所导致的胆囊CAV1过表达，而非肝脏CAV1过表达，可以有效延缓CGD的形成，且该过程不依赖于CSI，而是通过下调胆囊 MUC1 的表达，改善胆囊动力实现。2.在NAFLD模型中，游离脂肪酸（FFA）的体外刺激依赖于转录因子Sp1及SREBP1c顺式激活CAV1的转录，同时HuR和miR199a-2可以竞争性地结合CAV1的3‘-UTR区参与CAV1的转录后修饰。3.在CGD模型中，LD喂养会使FOXO3a丧失对CAV1转录的调控作用，小鼠肝脏FOXO3a敲低或过表达也不影响CGD的形成；然而小鼠肠道FOXO3a过表达则可以抑制NPC1L1的表达延缓CGD的形成。4.Sp1的敲低会带来CAV1表达水平的下调，但却延缓了CGD的发生，推测可能与其正向调控ABCG5/8表达相关；而Sp1过表达则对CGD的形成没有影响。5.E3泛素连接酶ZNRF1参与CAV1的泛素化调控，然而敲低ZNRF1并不显著影响CGD的形成；过表达ZNRF1可以通过下调肝微粒体中CAV1的表达降低UGT1A1活性促进CGD内胆红素成分的累积。6.钙化结石患者相较于等密度结石患者，其胆囊细菌载量升高，G+菌黏附增加，胆囊组织MUC4表达升高，且细菌载量和 MUC4表达量之间存在明显的正相关性。.该项目研究的开展对 CAV1 的上游转录机制和下游调控通路进行了新的探索，为认识 CGD 发病机制提供了新的线索，并为探寻疾病有效干预方法做出有益的尝试。