长链非编码RNA介导盐酸小檗碱降低肝脏脂肪沉积的机制研究

Non-alcoholic fatty liver disease(NAFLD) is the hepatic manifestation of metabolic syndrome. We have shown that berberine(BBR) could remarkably decrease hepatic fat content through epigenetic modifications of multi-target genes, but the mechanisms underlying the effects of BBR have not been fully revealed. With the recent progress in molecular biology technology, the role of long non-coding RNA(lncRNA) in regulation of gene expression has been recognized.Our aim was to explore new possible mechanisms underlying BRR effects in reducing hepatic fat content from the new perspective of lncRNA.In our previous arraystar lncRNA chip screening test, we found that three lncRNAs (XR_005553、MRAK052686、XR_008748) were specifically up-regulated in liver tissue after BBR treatment and they were also highly associated with the expression of NFE2L2（Nrf2）by gene co-expression network analysis.Based on the recent reports on the role of Nrf2 in regulating hepatic lipid metabolism,we plan to further detect the mechanism underlying the effects of lncRNA on Nrf2 expression and explore the role of lncRNA in the therapeutic function of BBR to decrease hepatic fat content.

非酒精性脂肪肝是代谢综合征在肝脏的表现。本课题组已发现盐酸小檗碱（BBR）可通过多靶点的表观遗传修饰显著降低肝脏脂肪含量，但BBR的作用机制并未完全阐明。近年来，分子生物学技术的不断更新日益彰显出长链非编码RNA(lncRNA)在调控基因表达方面的重要性。本课题尝试从这一崭新视角探索BBR降低肝脏脂肪沉积的可能机制。申请人前期通过lncRNA芯片筛查发现三个候选lncRNA在BBR处理后脂肪肝细胞中特异表达上调，并与内质网通路上关键抗氧化/内质网应激基因NFE2L2（Nrf2）的表达有很强的关联性。结合近期对Nrf2调控肝脏脂质代谢作用的报道，本课题拟探索BBR处理特异上调的候选lncRNA如何调控Nrf2的表达，并阐明BBR通过lncRNA调控Nrf2信号通路降低肝脏脂肪含量的分子机制。

盐酸小檗碱（berberine, BBR）具有改善非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）的作用，本课题通过运用生物信息学、分子生物学等方法和技术，对BBR参与改善肝脏脂质沉积的作用机制进行了研究。根据我们的预实验结果，为了探究长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）介导BBR缓解肝脂沉积的机制，我们拟定完成如下三个任务：1. 验证直接调控Nrf2 基因的候选lncRNA；2. 探索候选lncRNA调控Nrf2表达的机制；3. 验证BBR药物通过lncRNA调控Nrf2表达,影响肝脏脂肪沉积。在人类疾病模型中，我们发现lncRNA XR_005553和XR_008748在多个染色体上有相似序列片段，造成产物差异性较大、重复性差，同时在实验过程中有了新的发现，导致原来方向无法进行而对原方向进行了修订。根据新的发现，主要完成的结果：.1.在蛋白水平验证Nrf2分子表达结果时，我们发现在高脂饮食诱导下，Nrf2由细胞浆向细胞核转移，小檗碱治疗组看见Nrf2主要存在于细胞质。这一有意义的发现提示我们BBR可以引起高脂诱导Nrf2分子核转位的改变，其机制非常值得深入探索，由于Nrf2在抗氧化应激方面具有重要价值，我们因而调整研究方向：探究BBR通过调节Nrf2改善氧化应激从而降低肝脂沉积的机制。通过分别从细胞浆和线粒体两个方面的研究，结果可以证明BBR具有减轻肝细胞氧化应激水平并因此改变Nrf2激活状态的作用，提示BBR可通过这一途径发挥其肝细胞的保护作用。.2.我们发现BBR具有上调LC3-II的作用，提示BBR可能诱导脂肪肝细胞的自噬。结果发现：BBR通过增加SIRT1活性，使自噬相关蛋白（autophagy related genes， Atg）去乙酰化而促进自噬发生，从而证明了BBR通过脂肪肝细胞自噬作用的增加改善脂肪肝，提出了BBR改善脂肪肝的新机制。.3.在寻找受BBR显著调控的lncRNA和基因时，我们发现BBR具有多位点表观遗传调控作用，通过筛查sirtuins家族成员在BBR处理后的变化，可以看到BBR逆转由高脂饮食诱导的SIRT3表达受抑，由于SIRT3参与脂肪酸氧化，我们进而探索小檗碱是否通过SIRT3调节脂肪酸氧化从而减少肝脂聚集。