脂代谢紊乱导致脂肪肝及高脂血症发生的机制

三、研究方案

（一） 总体学术思路

本课题紧紧围绕NAFLD和高脂血症的发生和发展的分子机制这个中心问题，对病因/诱因（遗传因素、环境因素、代谢性炎症）和重大发病环节（肝脏脂代谢稳态失衡和肝外脂质向肝脏的异常转运），从分子、细胞、模式动物、人群队列和病人样本四个层面，系统地进行研究和论证。设计的6个子课题既相互独立又彼此相关，这些子课题的开展将为阐明高脂血症和NAFLD发生和发展的机制、识别高危人群和危险因素、发现有效的膳食营养干预方法、和制定新的诊疗策略做出重要贡献（图2）。

易感基因及表观遗传 （课题1） 膳食营养和生活方式 （课题2） 代谢性炎症 （课题3） 外周脂质异位至肝脏 （第一次转运）（课题5） 肝内脂代谢稳态紊乱 （课题4） 肝细胞内脂质的异常分布 （第二次转运）(课题5) 脂质代谢紊乱·肝脏脂质聚集 氧化应激·ER应激·炎症应激 正常肝组织 单纯性脂肪肝 非酒精性脂肪性肝炎 寻找NAFLD和高脂血症发生、发展和转归的标记物及干预靶点（课题6） 图2. 总体学术思路示意图

（二） 主要技术路线和各课题预期目标

在上述总体学术思想框架下，本项目的6个子课题将按以下的技术路线实现各自预期目标。

课题1： NAFLD和高脂血症的易感基因及表观遗传研究

本课题将综合我们课题组已有的人群队列样本、部分中国人群SNPs数据和

国内外脂代谢通路相关基因的研究成果，重点阐明：1）NAFLD和高脂血症的易感基因，明确重要易感基因突变/多态性对基因转录/翻译、信号通路活性、细胞生理功能的影响，以及与高脂血症和NAFLD 的相关性；2）NAFLD和高脂血症的表观遗传特点，特别是前期工作发现的SREBP1c、FoxO1、PGC1?基因甲基化和SIRT去乙酰化酶家族在高脂血症和NAFLD中的作用；3）婴幼儿期环境因素与表观遗传改变以及与NAFLD和高脂血症的关系；4）遗传-环境因素-表观遗传与NAFLD和高脂血症发病相互作用及其数学模型。 课题2：环境因素与NAFLD和高脂血症发生、发展的关系

本课题将利用前期已建立的人群队列、高脂血症和NAFLD患者样本资源以

及基因敲除动物模型，重点明确：1）我国人群的饮食营养结构与NAFLD的关系，并建立有效的营养膳食评分体系和预测NAFLD和高脂血症的模型；2）高脂肪酸（饱和脂肪酸、ω-3/6 PUFAs）和果糖诱导NAFLD和高脂血症的分子机制；3）运动和营养干预对NAFLD和高脂血症的影响及其机制。以期为高脂血症和NAFLD的生活干预提供科学依据。

课题3：代谢性炎症在NAFLD和高脂血症发病中的作用

我们拟利用细胞、转基因、基因敲除和模式动物以及部分NAFLD患者的肝活检样本，重点阐明：1）模式识别受体（PRR）和脂质膳食营养素在代谢性炎症中的作用；2）PRR和脂质共同激活代谢性炎症的信号通路；3）代谢性炎症的干预对高脂血症和脂肪肝发病的影响。以期为治疗代谢性炎症提供新方法和新靶点。 本研究的平台和技术与子课题4和子课题5密切相关，即代谢性炎症是影响肝脏脂代谢稳态和外周脂肪向肝脏的异常转运的重要机制。 课题4：肝脏脂代谢稳态失衡与NAFLD和高脂血症的发生和发展

我们拟利用细胞模型、转基因、基因敲除模式动物和NAFLD患者肝脏活检样本，重点揭示：1）代谢性核受体（PPARs、LXRs、FXRs和PXR等）网络在肝脏脂代谢稳态调节中的作用；2）脂肪组织-肝脏调节轴对肝脏营养感应信号通路和脂代谢稳态的影响及作用机理； 3）胰腺-肝脏调节轴在肝脏脂肪酸代谢调节中的作用和机制；4）发现可能参与肝脏脂肪酸代谢稳态调控的新基因。

课题5：脂质异常分布在NAFLD和高脂血症发病中的作用

-/--/-我们拟利用细胞模型、模式动物 （Seipin小鼠，Perilipin小鼠，肝脏或脂

肪组织特异性的FAT/CD36-/-小鼠，肝脏特异的FAT/CD36转基因小鼠等）和部分NAFLD患者的活检样本，重点阐明：1）脂肪组织、肝组织中脂滴的分解的机制及在NAFLD中的作用；2）脂肪细胞与肝细胞间脂肪酸的转运规律和调节因素；3）肝脏脂肪酸转运蛋白FAT/CD36在脂肪酸二次转运中的作用及分子机制；4）脂肪酸在肝脏聚集与脂肪肝发生、发展的关系。本项目的开展将验证我们提出的NAFLD发生的“脂肪酸二次异常转运假说”；也对课题四研究的器官间对话（肝脏-脂肪组织轴）共同控制机体整体和局部组织脂代谢稳态的推测提供进一步的实验基础。

课题6：与NAFLD和高脂血症的疾病分期和转归相关的生物标志物发现和应用

我们将利用在课题1和课题2中已经建立的大规模NAFLD以及高脂血症（血脂异常）的人群研究队列、和课题4、课题5中建立的NAFLD /高脂血症模式动物，利用蛋白组学和代谢组学的方法重点明确：1）不同NAFLD疾病阶段的相关生物标志物；2)结合人体肝脏组织活检标本、生物标志物、营养膳食内外暴露以及超声等检查，利用生物信息学分析提出诊断NAFLD不同疾病阶段并判断其转归的综合评分体系，发现有效防治疾病进展的干预靶点，从而建立无创性诊断体系和营养和药物干预靶点用于脂代谢紊乱性疾病的诊断和防治。

（三） 创新点与特色

1. 关注具有我国人群特点的遗传和环境因素在NAFLD和高脂血症中的作用及其机制

首先阐明我国汉族人群高脂血症和/或NAFLD及其不同转归阶段的易感基因和表观遗传特征；明确遗传因素及环境因素如何相互作用，共同促进NAFLD和高脂血症发生发展的作用机制；揭示生命早期营养及环境因素对儿童、青少年NAFLD和高脂血症的远期影响。

2. 以创新性科学假说解决临床重大问题

我们提出如下创新性科学假说： 1）提出“代谢编程”通过表观遗传学机制参与生命早期营养过度（种类、量）增加成年后脂代谢紊乱疾病的假说。这个假说可以帮助我们理解为什么我国儿童、青少年高脂血症和NAFLD发病情况越来越严重的原因，也为代谢编程的可遗传性和可逆性提出科学依据，这项研究将对促进我国NAFLD和高脂血症防治?从娃娃抓起?的策略有积极的推动作用；2）系统探讨“代谢性炎症”发生的机制和在NAFLD和高脂血症中的作用； 3）提出脂肪-肝脏和胰岛-肝脏“器官间对话” 的概念，从系统生物学角度研究NAFLD和高脂血症的关系；4）提出循环中脂肪酸在生理情况下由肝脏向脂肪组织转运的“生理流向”，和在代谢性炎症和胰岛素抵抗等病生理因素作用下由脂肪组织向肝脏转运的“病理流向”的假说；5）我们首次从炎症应激引起“脂肪酸二次重新分布”的角度阐释NAFLD的发病机制，提出脂质在肝细胞（器）内的定位比血脂水平更重要，更具有生物学和临床意义，可望成为诊断NASH的敏感而准确的指标。

3. 基础研究与临床研究紧密结合的“转化型”研究模式

本项目课题组人员组成充分反映了基础与临床结合的理念，强调跨学科和转化医学研究。虽然实验内容涉及从分子、细胞、到动物模型、再到人群的研究，但是所有课题内容都围绕一个根本的科学问题，即肝脏脂代谢稳态紊乱以及外周组织脂肪向肝脏异常转运的分子机制。通过基础与临床紧密结合的研究，我们也将可能把本项目实施所取得的原创性科学成果，迅速向临床应用转化。

4. 以高脂血症和NAFLD不同疾病阶段和转归的早期识别和干预作为主要研究目标

从疾病预防的角度，我们需要早期识别并有效阻断单纯性脂肪肝向NASH发展的手段，需要准确判断血脂紊乱和NAFLD患者的严重程度并预测其向不同疾病（肝硬化/肝癌、心脑血管疾病和糖尿病）转归的可能，只有这样才能在高危人群采取高度针对性的干预措施。本项目针对NAFLD发生、发展与转归的机制研究（如“代谢性炎症”、“脂肪酸二次异常转运”学说）和代谢性小分子高通量研究，有可能发现无创性诊断指标和新的干预和治疗靶点，从而为脂代谢紊乱性疾病的预测、早期预防和干预提供新的策略和措施。