必需氨基酸失衡时microRNA调控肝脏脂质代谢的分子机制

microRNA的广泛存在与精细调节决定了其在机体代谢调控网路中的重要地位，但其调控机制亟需完善，是目前代谢研究领域的热点。我们前期研究发现必需氨基酸亮氨酸缺乏导致肝脏脂质合成关键因子SREBP1c和FAS表达下调，且依赖于氨基酸感受器GCN2，但机制不清。申请人发现该条件会引起特定microRNA的表达改变，故推测这些microRNA可能介导GCN2对SREBP1c和FAS的调节，从而抑制肝脏脂质合成。本项目将利用原代肝细胞、SK-Hep1细胞和GCN2-/-小鼠、脂肪肝小鼠模型，结合RNA干扰、腺病毒转染、体外制备细胞脂肪肝模型等技术手段，阐明GCN2对特定microRNA表达的调控机制，以及这些microRNA抑制SREBP1C和FAS表达的分子机制。本项目的研究成果将丰富人们对microRNA的营养调节因素及其调控脂质代谢生理功能的理解和认识，为脂肪肝的早期干预提供理论基础。

非酒精性脂肪肝的持续高发病率是世界性健康问题，而肝脏本身的脂质合成通路是导致肝脏脂质沉积的重要信号通路。研究并发现调控肝脏脂质合成的调节因子是深入解析并有效预防和治疗非酒精性脂肪肝发病亟需解决的问题。基于缺亮氨酸处理的小鼠肝脏的脂质合成受到显著抑制，抵抗肝脏脂质沉积，我们猜测亮氨酸缺乏激活了诸多有益于抑制脂肪酸合成的调节因子。利用microRNA基因芯片分析亮氨酸缺乏处理的小鼠肝脏，通过数据分析筛选和细胞、动物实验，我们研究证实：（1）miR-130a-3p通过靶向GRB10调节肝脏胰岛素敏感性，通过靶向FAS调节肝脏脂质积累，是预防和治疗非酒精性脂肪肝的潜在药物靶点。（2）亮氨酸缺乏激活miR-214表达，研究发现miR-214通过靶向ATF4进而调控肝脏糖异生过程，且能够有效改善高脂饮食诱导的高血糖症；（3）利用ATF4基因缺失小鼠，研究证实ATF4通过调节CYP2E1调控在高脂饮食诱导的肝脏内ROS的生成，参与机体氧化应激反应；ATF4通过调控PGC1参与机体褐色脂肪的产热调节。以上研究成果分别发表于国际内分泌和代谢专业学术期刊Diabetes (2014)、J Biol Chem (2015，通讯作者)、J Cell Mol Med (2014，第一作者)和Metabolism (2013，第一作者)上。以上研究成果为microRNA在肝脏脂质代谢和糖代谢中的调控作用提供了实验依据，为确立microRNA作为小分子药物靶点提供了理论基础，具有重要的理论意义。