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文献解析|南方医科大学团队:揭秘 Cav - 1 于 NAFLD 进展调控的关键角色

225 人阅读发布时间:2025-02-13 14:36

在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)不断发展的过程中,肝脏会呈现出一系列典型的组织病理学改变。最初只是单纯的脂肪变性,之后会发展成脂肪性肝炎,这种脂肪性肝炎可能伴有纤维化,也可能没有,病情若持续恶化,最终会引发肝硬化甚至肝癌。所以,缓解肝细胞损伤、抑制肝脏炎症的产生是防控 NAFLD 进一步发展的关键所在。

 

铁离子对于细胞和有机体的生物过程而言,是不可或缺的基本元素。不过,铁代谢一旦出现紊乱,就会成为导致 NAFLD 肝细胞受损和死亡的关键因素之一。研究表明,铁超载现象在肥胖人群中更为普遍,而铁螯合剂甲磺酸去铁胺(DFOM)能够降低线粒体铁含量,进而有效减轻 NAFLD 对肝脏造成的损伤程度。过量的亚铁离子(Fe2 +)会通过芬顿反应生成大量活性氧(ROS),这些活性氧会抑制 ATP、NAD 和谷胱甘肽的生成,最终致使细胞死亡。由此可见,铁离子代谢与 NAFLD 的发展进程息息相关。

 

小窝蛋白(Caveolin - 1,Cav - 1)是一种分子量在 21 - 24kDa 的整合膜蛋白,广泛分布于内皮细胞、肝细胞、肺上皮细胞、成纤维细胞和脂肪细胞等多种细胞内,在众多肝脏疾病中有着至关重要的作用。但就 Cav - 1 在 NAFLD 中的作用而言,仍有待进一步深入研究。

 

南方医科大学中医药学院高磊教授团队在《Military Medical Research》(1 区,影响因子 21.1,CiteScore 排名 10/830)杂志上发表了题为《Caveolin - 1 is critical for hepatic iron storage capacity in the development of nonalcoholic fatty liver disease》的研究论文(Research Article)。该论文证实了 Cav - 1 是调节铁和脂质代谢稳态的关键靶蛋白,是预测和预防 NAFLD 发展过程中的重要分子。
 
技术资料图片1
 
 
研究材料与方法
 
在本次研究中,研究人员运用 Flox - Cre 系统构建了肝细胞特异性的 Cav - 1 条件性敲除小鼠模型,同时利用腺病毒(AAV - Cav - 1)构建了肝细胞特异性的 Cav - 1 过表达小鼠模型。
 
研究方法
 
在研究过程中,运用铁含量测定试剂盒、普鲁士蓝染色、Western blotting、免疫荧光染色、免疫组织化学染色以及 ELISA 等多种方法,对肝组织或血清中的铁浓度、Cav - 1 以及铁代谢相关蛋白的表达情况进行检测。
 
技术路线
 

 1.Cav - 1 在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)中的表达呈下调趋势

在 NAFLD 的病理状态下,Cav - 1 的表达水平出现降低现象,这一变化在整个疾病进程中有着重要意义,可能与后续一系列的病理生理改变相关。
 
 

2. Cav - 1 可调节肝组织 FTL/FTH 以促进 Fe3 + 生成

Cav - 1 在肝脏组织中发挥着关键的调节作用,它能够对铁蛋白轻链(FTL)和铁蛋白重链(FTH)进行调控,进而推动 Fe3 + 的形成,这一过程对于维持铁代谢平衡有着潜在影响。
 
 

3. 肝细胞中 Cav - 1 过表达可激活 FTL/FTH 通路,改善铁储存并缓解 NAFLD 进展

当肝细胞内 Cav - 1 呈现过表达状态时,会激活 FTL/FTH 通路。这一激活作用有助于改善肝脏的铁储存状况,从而减轻 NAFLD 的病情发展,为疾病的治疗和控制提供了新的思路。
 
 

4. 敲除肝细胞中的 Cav - 1 会促使 NAFLD 中 Fe2 + 积累,进而加重肝损伤

对肝细胞中的 Cav - 1 进行敲除操作后,会导致 NAFLD 病情下 Fe2 + 在肝脏内不断积累,这种铁离子的异常堆积会进一步加重肝脏的损伤程度,恶化病情。
 
 

5. 血清 Cav - 1 是监测 NAFLD 患者铁稳态的关键指标

在对 NAFLD 患者进行病情监测时,血清中的 Cav - 1 水平具有重要意义,它是衡量患者铁稳态情况的关键指标,能够为临床诊断和治疗提供有力依据。
 
研究结果
 
 

1. Cav - 1 在 NAFLD 模型中的表达变化及与脂质、铁代谢异常的关联

在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)模型中,Cav - 1 呈现出表达下调的情况,与此同时,脂质和铁代谢也出现了异常现象。研究人员通过给小鼠喂食高脂饮食(HFD)12 周,成功构建了具有明显脂质代谢紊乱且伴有严重铁代谢功能障碍的 NAFLD 模型。鉴于 Cav - 1 在血脂异常方面已有广泛研究,大量研究资料显示 Cav - 1 基因变异和膳食脂肪酸摄入之间存在潜在联系,并且之前的研究也曾指出,Cav - 1 能够对自身免疫性肝炎的肝铁代谢功能障碍起到抑制作用。通过免疫组化以及肝脏原代细胞提取检测,研究者发现 Cav - 1 在 NAFLD 中表达下调,这表明脂质和铁代谢异常与 NAFLD 的发展存在关联,也意味着 Cav - 1 在 NAFLD 发展过程中可能扮演着关键角色。
 
 

2. 高铁饮食下 Cav - 1 对肝组织 FTL/FTH 的调节及对 Fe3 + 形成的促进作用

研究人员利用腺相关病毒(AAV)成功制备了肝细胞特异性 Cav - 1 过表达小鼠,并构建了高铁饮食模型。通过普鲁士蓝染色发现,在高铁模型中,肝细胞内 Cav - 1 的过表达使得 Fe3 + 浓度增加,铁蛋白轻链(FTL)和铁蛋白重链(FTH)的表达水平也显著升高。这表明 Cav - 1 可能是通过调节 FTL/FTH 的表达,促使 Fe2 + 转化为 Fe3 +,进而使铁以铁蛋白的形式储存于肝脏之中。
 
 

3. 肝细胞中过表达 Cav - 1 激活 FTL/FTH 通路对 NAFLD 进展的缓解作用

作者使用肝细胞特异性过表达 Cav - 1 的小鼠来探究 Cav - 1 在 NAFLD 中的作用,结果发现 Cav - 1 能够减少 NAFLD 肝脏中的脂质积累,并抑制血清总铁以及肝组织中 Fe2 + 的浓度。为了更深入剖析 Cav - 1 调控铁代谢的精确机制,研究人员对 FTL/FTH 通路以及投射电镜结果展开分析。研究结果显示,Cav - 1 通过激活 FTL/FTH 通路提升了铁储存能力,在减轻肝损伤方面发挥了至关重要的作用。
 
 

4. 敲除肝细胞中 Cav - 1 对 NAFLD 中 Fe2 + 积累及肝损伤的加剧作用

为了进一步验证试验结果,研究人员采用 Flox - Cre 系统构建了肝细胞特异性 Cav - 1 条件性敲除小鼠(由赛业生物提供),以此来再次验证 Cav - 1 在铁代谢中的作用。研究发现,Cav - 1 的缺乏使得血清总铁(P<0.05)、转铁蛋白(Tf,P<0.01)和铁蛋白(P<0.001)水平发生逆转。与 Flox HFD 组相比,Cav - 1 - CKO HFD 组小鼠肝组织中 Fe2 + 浓度显著升高(P<0.05)。此外,在 Cav - 1 - CKO HFD 组中,FTL 和 FTH 的表达水平降低(P<0.01),铁转运蛋白 1(Fpn1)表达降低,而铁调素(hepcidin)表达升高(P<0.05)。综上所述,敲除肝细胞中的 Cav - 1 会加速 Fe2 + 的积累,从而加剧 NAFLD 的病情进展。
 
 
技术资料图片2
 
研究结论
 
总而言之,此项研究运用了肝细胞特异性 Cav - 1 基因修饰小鼠,并结合体内和体外实验,同时借助临床血清样本展开研究。研究结果表明,肝脏中的 Cav - 1 主要是通过激活肝细胞内的 FTL/FTH 途径,来抑制肝脏中 Fe2 + 的过度积聚,最终达到减轻肝脏损伤程度的效果。而且,血清中的 Cav - 1 有希望成为监测铁离子水平变化的一个新的临床指标。该研究充分证实了 Cav - 1 是调控非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)进展的关键靶蛋白。
 
 

 

名称 货号 规格
Anti-THAP11 / Ronin Antibody MBS419272-0.2mL 0.2mL
Goat anti-THAP11 / Ronin EB09656 100ug
RONIN ANTIBODY A303179A 100UL
RONIN ANTIBODY A303180A 100UL

 

资料格式:

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