IL-4激活JAK3/STAT6通路抑制非酒精性脂肪性肝炎肝细胞脂肪变的机制研究

Nonalcoholic steatohepatitis (NASH) is the most important issue for a long time to come. The development of NASH was accompanied with the gut dysbiosis and the activation of proinflammatory cytokines. Janus kinase(JAK)/signal transducer and activator of transcription (STAT pathway) is crucial for a variety of metabolically relevant cytokines. The dysfunctions of JAK/STAT pathway are linked to several metabolic diseases. Our previous study suggested that non-absorbable antibiotics treatment ameliorated hepatic steatosis and decreased weight in rat with NASH. Moreover, increased expression of IL-4 and activation of JAK3/STAT6 pathway was found after treatment. Thus, we propose that non-absorbable antibiotics increases the expression of IL-4 in the liver and activates JAK3/STAT6 pathway via altering the gut microbiome, that results in the changes of fatty acid metabolism protein. Based on our preliminary results, the aim of this study is to establish the IL-4 knock out and overexpressed hepatocyte and mice and investigate the mechanism of inhibiting hepatic steatosis via the activation of JAK3/STAT6 by IL-4 in NASH. The correlation between IL-4/JAK3/STAT6 and NASH will be validated on clinical specimens. The mechanisms of IL-4 in NASH will be investigated from the aspects of cell, animal and clinical specimen, which will identify the new therapeutic target for NASH.

非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是未来很长时间内全球重要的公共健康问题。现有的研究表明NASH和肠道微生态失调及促炎因子激活有关。JAK/STAT通路作为多种细胞因子作用的下游，其功能障碍与多种代谢疾病等相关。我们前期研究发现，口服肠道非吸收抗生素可显著减轻NASH大鼠体重，减轻肝细胞脂肪变，上调肝脏IL-4表达水平，激活JAK3/STAT6通路。我们假设:口服不吸收抗生素通过调节肠道微生态，增加肝脏IL-4表达，激活JAK3/STAT6通路，改变脂肪酸代谢相关蛋白从而减轻肝细胞脂肪变。在预实验基础上，本课题通过构建IL-4基因敲除和过表达的肝细胞与小鼠模型，探究IL-4 激活JAK3/STAT6通路抑制NASH肝细胞脂肪变的作用机制，并通过临床标本验证IL-4/JAK3/STAT6与NASH的相关性。从细胞、动物和临床三方面分析IL-4在NASH中的作用机制，为NASH诊治提供新靶点。

非酒精性脂肪性肝病是一种与炎症和细胞因子产生有关的肝脏代谢障碍性疾病，全球发病率高，但是临床上缺乏有效的治疗药物。口服非吸收抗生素利福昔明可能通过调整肠道菌群或者直接作用于肠道黏膜上皮细胞发挥减轻脂肪肝的作用。我们前期研究提示利福昔明可能通过IL-4调节非酒精性脂肪肝，但是具体机制不明。在这一项目中，我们发现，口服肠道非吸收抗生素利福昔明治疗后，肝脏中IL-4表达显著增加，脂肪酸代谢相关蛋白改变,减轻脂肪肝动物的肝脏脂肪变。通过体外构建IL4过表达的肝细胞和不同浓度的IL-4因子刺激，可减轻高脂培养的肝细胞脂肪变。加入STAT6抑制剂发现，这一作用减弱，提示IL-4通过STAT6减轻肝细胞脂肪变。进一步构建IL-4过表达的脂肪肝小鼠模型，与阴性对照相比，IL-4过表达组肝脏组织脂肪变显著减轻。分别予IL-4因子注射、利福昔明干预及利福昔明联合IL-4中和抗体注射脂肪肝小鼠，发现利福昔明和IL-4可以减轻肝脏组织脂肪变，加入IL-4中和抗体可以阻断这一作用，提示利福昔明通过IL-4减轻肝细胞脂肪变。我们稳定了繁殖IL-4敲除(B6.129P2-Il4tm1Cgn/J)的小鼠，鉴定后高脂高糖饲养，构建IL-4敲除的脂肪肝小鼠模型，予非吸收抗生素干预，发现IL-4敲除后利福昔明不减轻肝脏脂肪变。我们进一步通过在临床样本中确认脂肪肝IL-4的表达降低，与JAK/STAT通路存在相互作用。本项目明确了肠道非吸收抗生素利福昔明通过肝脏IL-4减轻肝脏脂肪变的作用机制，为非酒精性脂肪肝的治疗提供新的靶点。