泌乳素节律在调控肝脏脂质代谢中的作用及其机制研究

Sleep disorder increases the risk of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), yet the mechanism remains unclear. Our recent study reported that central nervous system (CNS) derived prolactin (PRL) improves hepatic lipid accumulation via PRL receptor (PRLR) on liver for the first time. Previous studies have verified a circadian pattern of PRL secretion, we further found that the mechanism of PRL rhythm is that the transcription of PRL was controlled by core clock genes retinoic acid receptor -related orphan nuclear receptor α (RORα) and nuclear related regulator α (Rev-erbα). Using patients with histopathologic diagnosis of NAFLD, we also demonstrated that disorder of PRL oscillation participated in the development of sleep disorder related NAFLD. These results suggested that normal rhythm of PRL is required in maintaining lipid homeostasis in liver. Based on established study platform of biological clock, we will investigate the molecular mechanism by which PRL can serve as an endocrine sensor that transmits rhythmic signals from CNS to liver and thus regulating hepatic lipid metabolism through gene knock out mice and jet-lag induced mice as well as PRLR knockdown cells. These results will help to explain the mechanism of current environment especially sleep disorder induced NAFLD and provide new therapeutic targets regarding early invention and treatment of NAFLD.

睡眠节律紊乱可显著增加非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的发生风险，但具体机制有待明确。我们近期首先发现中枢分泌的泌乳素（PRL）可以通过肝脏PRL受体改善肝脏脂质沉积。既往研究提示体内PRL分泌呈现昼夜节律性，我们研究首次发现PRL产生节律性的分子机制与受到核心时钟基因维甲酸相关孤儿受体（RORα）及孤儿核受体（Rev-erbα）的转录调控有关。同时我们在病理诊断为NAFLD的患者中发现夜间PRL节律异常参与了睡眠紊乱相关的NAFLD发生，提示PRL的正常节律对维持肝脏脂质代谢稳态具有重要作用。基于已建立的生物钟研究平台，本项目拟通过基因敲除和时差诱导的小鼠模型以及PRLR稳定敲除的细胞模型，进一步阐明PRL作为中枢内分泌因子承接了中枢的时钟信号，其节律性在维持肝脏脂质代谢平衡中的作用及分子机制。研究结果有助于明确生物钟紊乱诱导NAFLD发生的机制，并为NAFLD的早期防治提供新的靶点。

现代生活方式导致非酒精性脂肪肝（NAFLD）在全球快速流行，除了高热量饮食及运动量减少，最近研究发现昼夜节律紊乱也是NAFLD发生的重要危险因素之一。目前全球最常见的昼夜节律紊乱类型是社交时差（SJL），它代表了工作日和休息日的睡眠时间中点的差值，已有研究表明SJL与2型糖尿病，肥胖密切相关，但SJL在NAFLD中的作用并不清楚。泌乳素（PRL）是一种主要由垂体前叶产生的多肽激素，其基本功能是维持乳腺发育及泌乳。最近的研究表明PRL与NAFLD密切相关。重要的是，血清PRL水平以昼夜节律的方式分泌，且其节律紊乱与代谢紊乱密切相关。因此本研究的目的是探讨PRL节律在SJL诱导的NAFLD中的作用及其潜在机制。. 依托人类肝组织样本库，我们发现SJL≥1小时的受试者在8:00、16:00和0:00时的PRL水平显著低于对照组。余弦节律曲线分析显示，SJL患者的PRL水平振幅降低，相位延迟。SJL是NAFLD的独立危险因素，中介分析显示SJL对NAFLD总影响为0.262（95%可信区间：0.149-0370），校正年龄和BMI后PRL振幅的中介效应为0.039（95%可信区间：0.003-0.080），表明PRL节律异常介导了SJL诱发的NAFLD发生。. 我们利用野生型和Prl敲除小鼠进行时差造模，通过不同时间点的肝脏转录组测序探讨时差诱导的脂肪肝的机制，结果显示时差可破坏PRL节律，从而影响肝脏PRL受体后信号通路，进而导致肝脏脂质代谢及节律相关信号通路的周期性出现异常，这一改变与NAFLD的发生有关。随后我们通过293T细胞荧光素酶报告分析以及人体垂体组织中的凝胶迁移实验（EMSA）发现，体内PRL的节律产生是由于受到核心时钟基因RORα的转录调控所致。染色质免疫沉淀实验显示时差可以抑制这种转录调控，导致PRL节律异常。. 我们最后对时差造模的PRL敲除小鼠进行干预实验，发现相较于传统的给药方式，节律给药模式恢复机体PRL节律后，可以更有效地减轻肝脏脂肪变，该结果为脂肪肝的时间疗法提供了新的治疗靶点。