ANGPTL8敲除減輕DEN誘導(dǎo)的小鼠急性肝損傷

高玉玖 胡蓉 方晨 李盼盼 孟享 郭興榮 馮瑩

1湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬太和醫(yī)院，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，胚胎干細(xì)胞研究湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（湖北十堰442000）；2湖北省十堰市太和醫(yī)院腎內(nèi)科（湖北十堰442000）；3十堰市太和醫(yī)院臍帶血造血干細(xì)胞治療臨床醫(yī)學(xué)研究中心（湖北十堰442000）；4湖北醫(yī)藥學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院（湖北十堰442000）；5湖北醫(yī)藥學(xué)院第一臨床學(xué)院（湖北十堰442000）

急性肝損傷是由感染、藥物或酒精攝入過(guò)量等引起的以肝細(xì)胞功能受損為主要特征的臨床綜合征，是肝纖維化、肝硬化、肝癌等的重要誘因。由于其發(fā)病機(jī)制尚不明確，尚無(wú)特效治療藥物。進(jìn)一步明確急性肝損傷發(fā)病機(jī)制，探索新型診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，具有重要的臨床意義。研究發(fā)現(xiàn)，急性肝損傷早期肝臟存在脂質(zhì)代謝失衡［1］，進(jìn)而對(duì)細(xì)胞膜、脂蛋白及其他脂質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害［2］，刺激炎癥因子釋放，引起肝細(xì)胞凋亡和壞死［3］。抑制細(xì)胞凋亡和逆轉(zhuǎn)肝臟脂代謝紊亂可改善肝損傷［4］。血管生成素樣蛋白8（ANGPTL8）是一種在肝臟和脂肪高表達(dá)的分泌性蛋白［5］，主要參與調(diào)節(jié)糖脂代謝、炎癥反應(yīng)、癌細(xì)胞侵襲等過(guò)程［6］。最新研究發(fā)現(xiàn)，在高脂作用下，肝細(xì)胞分泌的ANGPTL8 可加速非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）相關(guān)肝纖維化［7］。那ANGPTL8 是否在急性肝損傷中發(fā)揮作用呢？本研究致力于探索ANGPTL8 在N-二乙基亞硝胺（DEN）誘導(dǎo)急性肝損傷中的作用及機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)采用的雄性C57BL/6J小鼠（15日齡及8 周齡）由湖北醫(yī)藥學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，所有小鼠均飼養(yǎng)在SPF 級(jí)動(dòng)物房［溫度：20～25 ℃，濕度：（50±5）%，光照：12 h/12 h 光/暗循環(huán)］中，均可自由獲取水和食物。本研究所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均按照湖北醫(yī)藥學(xué)院動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)規(guī)程進(jìn)行［批準(zhǔn)號(hào)：SYXK（鄂）2021-0031］。

1.1.2 試劑DEN（55-18-5）購(gòu)于阿拉丁生化科技公司。ANGPTL8 抗體（ab180915）購(gòu)自abcam 公司。丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）（C009-3-1）和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）（C010-3-1）檢測(cè)試劑盒購(gòu)于南京建成生物公司。活性氧（ROS）檢測(cè)試劑盒（S0033S）、一步法TUNEL 細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒（紅色熒光）（C1089）均來(lái)源于碧云天。小鼠白細(xì)胞介素（IL）-6（ELMIL6-1）和IL-1β ELISA 檢測(cè)試劑盒（ELM-IL1b-1）購(gòu)自RayBiotech 生物公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 動(dòng)物模型構(gòu)建取8 周齡野生型（WT）和ANGPTL8 敲除（ANGPTL8 KO）小鼠分別3 只，給予單次腹腔注射DEN（50 mg/kg）誘導(dǎo)急性肝損傷模型。誘導(dǎo)3 d 后取材，利用PCR 檢測(cè)肝臟組織中ANGPTL8 表達(dá)。取8 周齡WT 和ANGPTL8 KO小鼠分別3 只，給予DEN 誘導(dǎo)3 d 后提取肝原代細(xì)胞，利用免疫熒光技術(shù)檢測(cè)ANGPTL8 表達(dá)。取15日齡WT 及ANGPTL8 KO 小鼠各32 只分為7 組：正常對(duì)照組（n= 8），DEN 24 h 組（n= 8），DEN 48 h組（n=4），DEN 72 h 組（n=3），DEN 7 d 組（n=3），DEN 10 d 組（n= 3），DEN 14 d 組（n= 3），每只小鼠給予單次腹腔注射DEN（50 mg/kg）。分離血清和肝組織標(biāo)本，-80 ℃保存?zhèn)溆谩Ｈ? 周齡WT及ANGPTL8 KO 小鼠各8 只分為兩組：正常對(duì)照組（n= 4），DEN 48 h 組（n= 4），經(jīng)過(guò)相同的DEN 處理，提取肝原代細(xì)胞，檢測(cè)活性氧含量。

1.2.2 ALT 和AST 檢測(cè)按照ALT 和AST 測(cè)試盒說(shuō)明書(shū)通過(guò)微板法檢測(cè)ALT和AST含量。將ALT和AST 的基質(zhì)液在37 ℃預(yù)溫，取20 μL 加入到96 孔板測(cè)定孔和對(duì)照孔中，取血清樣本5 μL 加入到96 孔板測(cè)定孔中，37 ℃孵育30 min。加入顯色液20 μL，37 ℃孵育20 min。加入終止液200 μL，室溫放置15 min。酶標(biāo)儀檢測(cè)510 nm 的OD值，計(jì)算ALT 和AST 含量。

1.2.3 肝組織病理學(xué)HE染色分析取小鼠肝左葉，10%的甲醛固定，石蠟包埋切片，厚度為4 μm。HE染色，光學(xué)顯微鏡（Leica，Germany）觀察，采用Suzuki 評(píng)分法對(duì)肝損傷程度進(jìn)行病理學(xué)評(píng)分［8］。

1.2.4 肝細(xì)胞凋亡檢測(cè)取小鼠肝右葉，4%多聚甲醛固定，30%蔗糖脫水，制備冰凍切片，采用TUNEL 試劑盒（碧云天）檢測(cè)。光學(xué)顯微鏡（Leica，Germany）觀察TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)量，評(píng)估肝細(xì)胞凋亡水平。

1.2.5 肝原代實(shí)質(zhì)細(xì)胞分離腹腔注射戊巴比妥鈉（45 mg/kg）麻醉小鼠，無(wú)菌下開(kāi)腹，暴露肝門(mén)靜脈，經(jīng)門(mén)靜脈插管（連接裝有HBSS 灌流液的蠕動(dòng)泵），剪開(kāi)下腔靜脈，勻速灌洗肝臟，待肝臟變?yōu)橥咙S色后，更換為含0.05% Ⅳ型膠原酶的消化液，待肝臟表面出現(xiàn)條紋樣紋理時(shí)終止消化。取下完整肝臟，置于DMEM 培養(yǎng)基中，分離肝組織，細(xì)胞篩過(guò)濾后離心，棄上清。PBS 重懸后離心，重復(fù)3 次以獲取高純度肝細(xì)胞。

1.2.6 肝細(xì)胞免疫熒光技術(shù)LPS（1 μg/mL）處理肝原代細(xì)胞，免疫固定液固定，ANGPTL8 抗體（ab180915，abcam）孵育過(guò)夜，PBS 漂洗，Alexa Fluor 488 標(biāo)記山羊抗兔IgG（H+L）（A0423，碧云天）避光孵育，PBS 漂洗，顯微鏡觀察，進(jìn)行后期分析。

1.2.7 肝細(xì)胞ROS檢測(cè)按ROS檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)（碧云天）進(jìn)行，重懸肝細(xì)胞于已稀釋的DCFH-DA中，37 ℃孵育20 min，用無(wú)血清細(xì)胞培養(yǎng)液洗滌3次，刺激細(xì)胞20～30 min 后，利用流式細(xì)胞儀和激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行檢測(cè)。使用488 nm 激發(fā)波長(zhǎng)，525 nm發(fā)射波長(zhǎng)，檢測(cè)熒光強(qiáng)弱，并進(jìn)行后期統(tǒng)計(jì)。

1.2.8 IL-6 和IL-1β 水平檢測(cè)血清IL-6 和IL-1β通過(guò)ELISA 試劑盒進(jìn)行檢測(cè)。試劑平衡至室溫，將血清樣本加入酶標(biāo)孔中，37 ℃避光孵育90 min，洗板；加入生物素化抗體，37 ℃避光孵育60 min，洗板；加入酶工作液，37 ℃避光孵育30 min，洗板；加入TMB，37 ℃避光孵育15 min，加入終止液終止反應(yīng)，在波長(zhǎng)450 nm 處檢測(cè)吸光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算濃度。

1.2.9 實(shí)時(shí)熒光定量PCR（q-PCR）檢測(cè)肝臟ANGPTL8 的mRNA 水平取10 mg 肝組織，根據(jù)Trizol 法提取RNA，逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，染料法熒光PCR 檢測(cè)。根據(jù)2-△△CT法計(jì)算ANGPTL8 的mRNA水平。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法本研究所有計(jì)量資料均用均值±標(biāo)準(zhǔn)差（）來(lái)表示。采用GraphPad Prism 9.0分析數(shù)據(jù)。多組間比較采用單因素方差分析（One-Way ANOVA），以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 DEN上調(diào)ANGPTL8表達(dá)為了研究ANGPTL8在DEN 誘導(dǎo)小鼠急性肝損傷中的表達(dá)，利用DEN腹腔注射WT 小鼠3 d，誘導(dǎo)急性肝損傷模型，并通過(guò)q-PCR 檢測(cè)肝臟組織中ANGPTL8 表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DEN可顯著上調(diào)ANGPTL8表達(dá)（圖1A）。同時(shí)提取WT 小鼠肝原代實(shí)質(zhì)細(xì)胞，經(jīng)LPS 短期刺激誘導(dǎo)急性炎癥反應(yīng)，利用免疫熒光技術(shù)觀察ANGPTL8表達(dá)情況，結(jié)果顯示在LPS 刺激肝原代細(xì)胞4 h 后，ANGPTL8 表達(dá)明顯升高（圖1B）。以上結(jié)果表明DEN 可上調(diào)ANGPTL8 表達(dá)，提示ANGPTL8 在DEN誘導(dǎo)的急性肝損傷中發(fā)揮作用。

圖1 DEN 上調(diào)ANGPTL8 表達(dá)Fig.1 DEN upregulates the expression of ANGPTL8

2.2 ANGPTL8 KO 減輕DEN 對(duì)小鼠急性肝細(xì)胞損傷程度血清轉(zhuǎn)氨酶是反映肝損傷的敏感生物指標(biāo)，檢測(cè)小鼠ALT 和AST 水平可以反映小鼠肝損傷程度［9］。利用DEN（50 mg/kg）單次腹腔注射誘導(dǎo)急性肝損傷模型，血清檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)ANGPTL8 KO 小鼠ALT 和AST 水平降低，且在DEN 誘導(dǎo)48 h差異最明顯（圖2A）。HE 染色觀察肝損傷程度，結(jié)果顯示，與WT 小鼠相比，ANGPTL8 KO 小鼠肝小葉紊亂程度較輕，并觀察到炎癥相關(guān)細(xì)胞浸潤(rùn)和肝細(xì)胞淤血、空泡樣變、壞死程度減輕（圖2B）。以上結(jié)果表明ANGPTL8 KO 可減輕DEN 對(duì)小鼠肝細(xì)胞的損傷程度。

圖2 ANGPTL8 敲除可減輕DEN 誘導(dǎo)的急性肝損傷Fig.2 ANGPTL8 knockout attenuates DEN-induced acute liver injury

2.3 ANGPTL8 缺失抑制DEN 誘導(dǎo)的急性肝損傷中活性氧產(chǎn)生DEN 引起的肝損傷常伴有氧化應(yīng)激和功能障礙，并伴隨ROS 釋放增多，破壞自由基和抗氧化劑之間原有平衡，導(dǎo)致肝細(xì)胞破壞，觸發(fā)炎癥反應(yīng)［10］。利用流式細(xì)胞術(shù)（圖3A）和激光共聚焦顯微鏡（圖3B）分析急性炎癥期WT 和ANGPTL8 KO 小鼠肝原代細(xì)胞中ROS 含量，以及加入重組ANGPTL8 蛋白（rANGPTL8）后ROS 含量。結(jié)果顯示ANGPTL8 缺失可抑制DEN 誘導(dǎo)的肝細(xì)胞ROS 產(chǎn)生，而加入rANGPTL8 后肝細(xì)胞活性氧增加。

圖3 ANGPTL8 敲除抑制DEN 誘導(dǎo)的ROS 產(chǎn)生Fig.3 Knockdown of ANGPTL8 inhibits DEN-induced ROS

2.4 ANGPTL8敲除減輕DEN誘導(dǎo)的急性肝損傷炎性因子表達(dá)大量ROS 累積會(huì)觸發(fā)炎癥，免疫細(xì)胞遷移到炎癥部位會(huì)分泌大量炎性因子［11］。在DEN 刺激后，除可直接造成肝細(xì)胞損傷外，還可刺激IL-6 和IL-1β 等促炎因子表達(dá)，從而級(jí)聯(lián)放大炎癥反應(yīng)、加重組織損傷［12］。檢測(cè)ANGPTL8 在DEN誘導(dǎo)的肝臟急性炎癥期對(duì)小鼠炎性因子表達(dá)的影響（圖4），結(jié)果顯示ANGPTL8 KO 可減輕DEN 誘導(dǎo)炎性因子IL-6 和IL-1β 表達(dá)。

圖4 ANGPTL8 敲除可抑制炎性因子表達(dá)Fig.4 Knockout of ANGPTL8 inhibits the expression of inflammatory cytokines

2.5 ANGPTL8 促進(jìn)DEN 誘導(dǎo)的急性肝損傷肝細(xì)胞凋亡取DEN 誘導(dǎo)的急性炎癥期肝臟組織，冰凍切片進(jìn)行TUNEL 染色檢測(cè)細(xì)胞凋亡，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在DEN 誘導(dǎo)48 h 后，ANGPTL8 KO 組中TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)顯著低于WT 組（圖5），表明ANGPTL8 可促進(jìn)DEN 誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡。

圖5 ANGPTL8 敲除抑制DEN 誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡Fig.5 ANGPTL8 knockout suppresses DEN-induced hepatocyte apoptosis

3 討論

急性肝損傷指肝細(xì)胞出現(xiàn)急性損傷或壞死，進(jìn)而引起肝功能異常，部分患者可導(dǎo)致肝衰竭。急性肝損傷病因復(fù)雜、發(fā)病機(jī)制尚不清楚，目前多采用消除病因或誘因、補(bǔ)充維生素、降酶保肝及中西醫(yī)結(jié)合等對(duì)癥支持治療，但晚期預(yù)后極差。對(duì)急性肝損傷的早期預(yù)測(cè)及干預(yù)，有利于改善預(yù)后，降低其發(fā)病率和病死率。

近年研究發(fā)現(xiàn)，肝臟脂質(zhì)代謝失調(diào)通過(guò)影響脂質(zhì)過(guò)氧化、活性氧產(chǎn)生和炎癥反應(yīng)等調(diào)節(jié)肝損傷病理進(jìn)程［13］。此外，長(zhǎng)期肝細(xì)胞脂肪變性會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞再生障礙甚至壞死，進(jìn)而導(dǎo)致肝纖維化、肝硬化和肝癌［14］。最新研究證實(shí)，ANGPTL8 可調(diào)節(jié)肝星狀細(xì)胞活性，參與高脂及炎癥誘導(dǎo)的NAFLD相關(guān)性肝纖維形成過(guò)程，提示ANGPTL8 在肝臟脂代謝紊亂及炎癥刺激引起的肝損傷中發(fā)揮作用［7］。本研究發(fā)現(xiàn)DEN 可增強(qiáng)肝臟ANGPTL8 表達(dá)，而ANGPTL8 缺失可以顯著降低DEN 誘導(dǎo)的小鼠血清中轉(zhuǎn)氨酶活性，減輕肝組織炎性病變。DEN可使肝細(xì)胞產(chǎn)生大量氧自由基，引起DNA 損傷，刺激炎癥反應(yīng)和過(guò)度增殖，導(dǎo)致長(zhǎng)期慢性炎癥引起肝纖維化，甚至肝癌發(fā)生［15］。因此，ANGPTL8 可能在DEN 誘導(dǎo)的急性肝損傷中發(fā)揮重要作用，抑制其表達(dá)具有保護(hù)作用。

在DEN 誘導(dǎo)的急性肝損傷發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，活性氧迅速累積，觸發(fā)炎癥反應(yīng)［16］。炎癥反應(yīng)激活后，免疫細(xì)胞遷移到炎癥部位并迅速分泌大量炎癥因子，導(dǎo)致“炎癥風(fēng)暴”，肝細(xì)胞通過(guò)凋亡途徑，抑制炎癥反應(yīng)加劇［17］。本研究發(fā)現(xiàn)，ANGPTL8 KO 可顯著減輕ROS 累積，抑制IL-6 和IL-1β表達(dá)，減少肝細(xì)胞凋亡。因此，糖脂代謝關(guān)鍵基因ANGPTL8 可能通過(guò)調(diào)控炎癥反應(yīng)促進(jìn)肝損傷發(fā)生發(fā)展。

綜上所述，ANGPTL8 KO 通過(guò)抗炎、抗凋亡等途徑減輕DEN 誘導(dǎo)的急性肝損傷。ANGPTL8 作為急性肝損傷中重要致病因子，其抑制劑可能在急性肝損傷防治中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。本研究?jī)H闡明了ANGPTL8 在DEN 短期刺激引起的急性肝損傷中的作用及機(jī)制，但其在DEN 長(zhǎng)期誘導(dǎo)肝癌形成中的作用有待進(jìn)一步探索。此外，ANGPTL8是分泌蛋白，其在急性肝損傷中是否與其他細(xì)胞（如枯否細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞等）協(xié)同調(diào)控免疫微環(huán)境，還需深入研究。

【Author contributions】GAO Yujiu performed the experiments and wrote the article.HU Rong，F(xiàn)ANG Chen，LI Panpan，and MENG Xiang performed the experiments.GUO Xingrong revised the article.FENG Ying designed the study and reviewed the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.