奶牛脂肪肝是一种常见的慢性代谢紊乱疾病,围产期高产奶牛约有50%患有不同程度的脂肪肝,对畜牧业发展产生严重影响。研究表明,奶牛脂肪肝发病与围产期特殊代谢状态相关,然而奶牛脂肪肝确切发病机制尚不明确。干扰素刺激因子(STING)是一种内质网跨膜蛋白,近期研究表明,STING参与先天免疫反应和抗肿瘤反应并在脂质代谢过程中也发挥重要作用,可能与肝脏中脂质沉积有关。 为了探究STING在奶牛脂肪肝发病过程中的作用及影响,本试验通过激活和抑制STING蛋白活性,成功构建STING蛋白激活和抑制模型;借助油红O染色检测STING蛋白活性变化对细胞内脂质沉积的影响;利用转录组学分析STING活性对奶牛肝脏原代细胞代谢的影响;通过使用慢病毒载体在小鼠肝脏细胞系NCTC1469中构建STING基因敲低或过表达模型,随后诱导小鼠脂肪肝细胞模型,验证小鼠肝细胞中STING基因对肝脏细胞内脂质沉积的影响。 (1)本试验通过油酸钠(OA)成功诱导奶牛脂肪肝细胞模型和小鼠脂肪肝细胞模型;借助抑制剂C176和激活剂diABZI分别成功构建奶牛原代肝细胞STING蛋白抑制和激活模型;通过慢病毒载体成功构建小鼠STING基因过表达和敲低模型,并筛选稳定细胞株。 (2)为研究STING蛋白抑制和激活对牛原代肝细胞脂质沉积的影响,本试验进行不同处理组(D组:diABZI+OA;C组:C176+OA;OA组)和对照组(control组)的试验。经过油红O染色检测,结果表明抑制STING蛋白活性可减少肝脏细胞脂质积累,激活STING则相反。经过基因差异表达分析,发现在OA组和control组中,差异基因主要富集在“脂质生物合成”、“胆固醇生物合成”等脂类代谢相关通路;细胞ACACA、ACOT1、ACOT2和ANGPTL4等基因表达量的改变影响了细胞脂质生物合成、胆固醇代谢和PPAR信号通路,进而使细胞脂质代谢紊乱并促进脂肪肝形成。在D组和OA组、D组和control组中,当STING被激活时,除了引起细胞先天免疫反应外,还会通过影响ABCB11、ABCG1、FABP1等基因来影响脂质代谢;BNIP3、ATF4和COX411等基因的显著上调,表明激活STING蛋白活性可能导致内质网应激和线粒体代谢紊乱;IDH、LANCL1和IDPc等基因的下调则表明药物增加STING蛋白活性可能影响谷胱甘肽代谢并加剧线粒体损伤。 (3)为进一步确定STING对肝脏脂质沉积的影响,使用STING敲低和过表达的细胞株诱导脂肪肝模型,并检测脂滴相关蛋白ADRP等的变化情况。结果显示在STING敲低的情况下,随脂肪肝的诱导,ADRP的表达较对照组细胞显著下降(P<0.05);在STING过表达情况下,ADRP的表达较对照组细胞显著增加(P<0.05),表明STING基因对肝脏脂质沉积有重要作用。 总之,STING在脂肪肝形成中具有一定影响,抑制STING蛋白活性(或敲低STING基因)均可减缓肝细胞中脂质积累,可能是通过改变细胞抗氧化性、叶酸代谢、内质网应激和线粒体功能障碍等进而影响脂质代谢发挥调节作用。