中链脂肪酸调节胆汁酸代谢降低胆固醇的作用及机制研究

It is essential that reduction of cholesterol is important for control of atherosclerosis(AS) and prevention from cardiovascular disease. Our previous studies have shown that medium-chain fatty acid(MCFA,octanoic acid and decanoic acid） can reduce body weight, blood triglyceride and cholesterol, increase high-density lipoprotein levels in onverweight and hyperglycerdemic subjects, and we have obtained the two grants of the Innovation Fund of the Chinese PLA General Hospital (11KMM44) and the National Natural Science Foundation (81172667) to explore the biological effects of MCFA on atherosclerosis by promoting reverse cholesterol transport (RCT). In this project, we will continue to explore the mechanism of MCFA on regulating bile acid metabolism(synthesis of bile acid in liver,excretion of cholesterol and bile acid , and enterohepatic circulation of the bile acid). The male C57BL/6J mice will be housed to diets containing octanoic acid and decanoic acid. The means of biochemical, chromatographic analysis, ELISA, real-time quantitative PCR, Western blotting techniques will be applied. By measuring the level of excretion of cholesterol and bile acid, expression of the enzymes, regulatory protein and nuclear receptors related to bile acid metabolism，we expect to find out the target gene influencing the metablism of chlesterol by MCFA. It will provide the necessary scientific basis for investigation of the relevant molecular mechanism, and exploration of the new methods and idea for improving lipid metabolism to prevent athersclerosis by MCFA.

降低血液胆固醇水平对防治动脉粥样硬化（AS）和维护人体健康具有重要意义。我们的前期研究证实中链脂肪酸可降低超重者体重、体脂肪，降低血甘油三酯、总胆固醇以及升高血液高密度脂蛋白及高密度脂蛋白胆固醇水平，并进一步获得自然科学基金面上项目(8117266)等支持探讨中链脂肪酸通过促进胆固醇逆转运（RCT）而减少机体胆固醇聚集，发挥抗AS的作用。基于此，本项目假设中链脂肪酸通过调节胆汁酸代谢包括调节肝脏胆汁酸合成、胆固醇及胆汁酸代谢产物排出和胆汁酸肠肝循环，协同RCT途径而降低机体胆固醇的水平。选择雄性C57BL/6J小鼠为研究对象，采用生物化学、色谱分析、ELISA、实时定量PCR、Western blotting等实验技术，观察中链脂肪酸中的辛酸和癸酸对胆汁酸代谢产物的影响以及分析辛酸和癸酸对胆汁酸代谢过程中相关酶、调节蛋白以及核受体表达的影响，探索中链脂肪酸调节胆汁酸代谢而降低胆固醇的作用。

高胆固醇血症是动脉粥样硬化(AS)的始动因素，本项目是在前期研究证实中链脂肪酸（MCFA）可降低超重者体重、体脂肪，降低血甘油三酯、总胆固醇水平的基础上，进一步探讨MCFA降血胆固醇的机制。本研究以高脂饲料喂养C57BL/6J小鼠，建立脂代谢异常动物模型，48只脂代谢异常小鼠随机分为4组，每组12只，分别喂饲含有2%的辛酸（C8：0）、癸酸(C10：0)、油酸(C18:1)高脂饲料以及单纯高脂饲料，16周后，采集小鼠门静脉血、肝脏、回肠头端1cm。采用酶学方法测定血清中血脂代谢指标及胆汁酸浓度；采用ELISA法测定肝脏中载脂蛋白含量；采用气相-质谱联用法和液相-质谱联用法测定肝脏中胆汁酸代谢产物浓度；采用HPLC法测定肝脏中CYP7A1活性；采用Real-time PCR法测定肝脏和小肠中胆汁酸代谢及肠肝循环相关分子的mRNA表达；采用Westernblotting法测定肝脏及小肠中相应分子的蛋白表达。另一方面，上述小鼠模型建立后，各组随机取5只，分别于干预前和干预结束前3天放入代谢笼，收集记录各自饲料和粪便排出量，采用气相-质谱联用法和液相-质谱联用法检测粪便中胆汁酸代谢产物含量。研究结果显示：16周时，辛酸组LDL-C和TC浓度显著低于高脂对照组（P<0.05），肝脏中CYP7A1、CYP27A1，BSEP、LXR、ABCG5和ABCG8的mRNA表达量以及CYP7A1、CYP27A1、LXR、ABCG5和ABCG8的蛋白表达量，辛酸和癸酸组均显著高于油酸和高脂组（P<0.05），小肠中IBABP、LXR， ABCG5，ABCG8的mRNA表达以及LXR， ABCG5，ABCG8的蛋白表达，辛酸组显著高于油酸和高脂组（P<0.05）。CYP7A1在肝脏中的活性，以辛酸组最高（P<0.05）。粪便中游离胆汁酸、结合型的胆酰牛磺酸、鹅脱氧胆酰牛磺酸，游离胆固醇、二氢胆甾醇、粪甾醇和表粪甾醇，辛酸均显著高于油酸和高脂对照组（P<0.05）。上述这些结果说明MCFA可能通过调控LXR核受体表达增强肝脏CYP7A1活性，上调肝脏、小肠中LXR靶基因的表达，促进肝脏胆汁酸排出和小肠胆汁酸吸收，促进粪便胆固醇和胆汁酸排泄，降低了血清胆固醇水平。本项目研究结论进一步验证了MCFA降低机体胆固醇的生物学效应，并探讨了其调节胆汁酸代谢的机制，为防治AS的研究提供了新的方法和思路。