摘要
围产期奶牛为满足胎儿生长发育与泌乳需求，机体所需能量较其他时期大幅增加，同时，奶牛会经历不可避免的干物质采食量（dry matter intake，DMI）下降及肝脏糖异生障碍，致使该时期奶牛极易发生能量负平衡（negative energy balance，NEB）。NEB状态下，机体高度倾向于促进脂肪组织中储存的长链脂肪酸动员，使血液非酯化脂肪酸（non esterified fatty acids，NEFA）浓度普遍升高，以补充外周组织的能量需求。然而，当体脂过度动员，NEFA 生成过多，便会在肝脏不完全氧化生成酮体或再次酯化生成甘油三酯（triglyceride，TG），造成机体酮体的增加和肝脏TG的蓄积，使得以此为基础的酮病（ketosis）和脂肪肝（fatty liver）等奶牛能量代谢紊乱性疾病在围产期高发多发。锶（strontium，Sr）是一种机体必需微量元素，研究表明，Sr 具有改善脂质代谢的作用，如干预动脉粥样硬化的发展进程，降低Ⅱ型糖尿病大鼠的血清胆固醇（total cholesterol，TC）和TG水平，改善非酒精性脂肪肝大鼠代谢紊乱等。目前， Sr 在反刍动物临床上的应用仅限于其可以作为评价奶牛、绵羊胃肠道钙吸收能力的指标，而Sr对奶牛肝细胞脂质代谢有无影响？其作用机制如何？尚不清楚。固醇调节元件结合蛋白（sterol regulatory element binding protein，SREBPs）是一种调节脂质代谢的关键转录因子，其在细胞核中受到去乙酰化蛋白SIRT1的翻译后调控，但是，Sr能否介导SIRT1/SREBP信号通路调控NEFA诱导的奶牛肝细胞脂质蓄积？其作用机制尚不清楚。 为明确Sr对奶牛肝细胞脂质代谢的作用，本研究分离培养奶牛原代肝细胞，添加NEFA 建立奶牛肝脂沉积体外细胞模型，之后添加不同浓度 Sr 后，检测肝细胞 TC、TG 含量的变化及脂肪酸合成、胆固醇合成、脂质氧化和转运相关因子表达水平的变化，从而明确Sr参与调控NEFA诱导的奶牛肝细胞脂质蓄积的作用机制。研究结果表明： 1. 应用不同浓度Sr（0、5、10、20 μM）和1.2 mM NEFA共处理奶牛肝细胞12 h，油红O染色、尼罗红染色及流式细胞术结果表明Sr对呈剂量依赖性减少NEFA诱导的奶牛肝细胞脂质蓄积。 2. Sr能够使肝细胞TG和TC含量减少，并减少SREBP-1c和SREBP2的表达及入核，进而下调其下游脂肪酸合成相关因子 ACC1、ACLY、FASN、SCD1 的表达和TC合成关键酶HMGCR的表达，抑制肝脏脂肪酸和TC的合成；脂肪酸氧化关键因子PPAR-α、PGC1A、ACOX1、CPT-1A、CPT-2的表达及 VLDL组装和分泌的关键因子APOB、APOE、LDLR、CD36、MTTP 的表达也显著下调，肝细胞脂肪酸氧化水平下降，VLDL合成减少。 3. Sr能够显著上调SIRT1蛋白表达，通过去乙酰化SREBPs降低其转录活性，从而减少脂肪酸和 TC 的合成、降低脂肪酸氧化水平、减少 VLDL 合成与分泌；添加SIRT1抑制剂后，Sr缓解肝细胞脂质代谢的作用被逆转，表明Sr介导SIRT1/SREBP通路来缓解肝细胞脂质代谢。 综上所述，Sr介导SIRT1/SREBP通路减少肝脏脂肪酸和固醇合成、降低细胞内脂质氧化水平，减少 VLDL 的装配和外泌，降低肝细胞 TG 和 TC 的含量，有效缓解NEFA诱导的奶牛肝细胞脂质蓄积。本研究结果表明Sr能够介导SIRT1/SREBP通路调控奶牛肝细胞脂质代谢，为Sr在奶牛能量代谢性疾病防控中的应用提供了理论依据和数据支撑。
NETL