KHK参与高脂高果糖饮食对肠黏膜屏障的损害.pdf

第 卷第期年月西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)J o u r n a l o fX ia nJ i a o t o ngU n i v e r s i ty(M e d i c a l S c i e n c e s)V o l N o S ep 本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版基础研究K H K参与高脂高果糖饮食对肠黏膜屏障的损害杜梦宇,何姝璿,杨岚,胡娟,蒋世秋,檀佳璐,王强,李岩松(西安交通大学第一附属医院麻醉手术部&脑科学中心,陕西西安 )摘要:目的探究高脂高果糖饮食对小鼠肠黏膜屏障的影响,以及果糖代谢的关键酶果糖激酶(k e t o h e x o k i n a s e,KHK)在肠黏膜屏障损伤过程中的作用.方法将周龄的雄性C B L/J小鼠以及K h k/小鼠随机分为正常饮食组(N D)、正常饮食K h k/组(N DK h k/)、高脂高果糖饮食组(HF H F D)和高脂高果糖饮食K h k/组(HF H F DK h k/),每组只.在高脂高果糖饮食及正常饮食期间,记录各组小鼠的体质量变化.干预结束后检测各组小鼠血糖、胰岛素水平.通过检测各组小鼠肠道含水量、通透性、紧密连接蛋白表达、血清及肠道炎症因子水平等指标,评估各组小鼠的肠黏膜屏障功能及体内炎症水平.结果相比N D组,H F H F D组小鼠的体质量、血糖、胰岛素水平升高,且小鼠肠道含水量和 肠 道通 透性 增加,紧密 连接 蛋白 表 达下 降,血清 及 肠道 炎症 因子 水 平升 高.与H F H F D组相比,H F H F DK h k/组小鼠体质量、血糖、胰岛素水平下降,肠道屏障损伤及肠道炎症明显改善.结论果糖代谢关键酶KHK参与了高脂高果糖饮食对肠黏膜屏障的损伤,K h k基因敲除可显著改善肠道屏障损伤和炎症情况.关键词:果糖激酶;果糖;肥胖;糖尿病;肠黏膜屏障中图分类号:R 文献标志码:AD O I:/j d y x b 收稿日期:修回日期:基金项目:陕西省自然科学基金青年项目(N o J Q ),国家自然科学基金资助项目(N o )S u p p o r t e db yt h eN a t u r a lS c i e n c eB a s i cR e s e a r c hP r o g r a mo fS h a a n x iP r o v i n c e(N o J Q )a n dt h eN a t i o n a lN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a(N o )通信作者:王强,教授,E m a i l:d r w a n g q i a n g c o m;李岩松,助理研究员,E m a i l:l i y a n s o n g i n t e r c o m网络出版地址:h t t p s:/k n s c n k i n e t/k c m s/a r t i c l e/a b s t r a c t?u r l I d R&u n i p l a t f o r mN Z K P T()K H Ki n v o l v e d i n i n t e s t i n a l b a r r i e r i m p a i r m e n t b yh i g h f a t a n dh i g h f r u c t o s ed i e tDU M e n g y u,HES h u x u a n,YANGL a n,HUJ u a n,J I ANGS h i q i u,T ANJ i a l u,WANGQ i a n g,L IY a n s o n g(D e p a r t m e n to fA n e s t h e s i o l o g y&C e n t e r f o rB r a i nS c i e n c e,T h eF i r s tA f f i l i a t e dH o s p i t a l o fX ia nJ i a o t o n gU n i v e r s i t y,X ia n ,C h i n a)A B S T R A C T:O b j e c t i v eT oe xpl o r et h ee f f e c to fh igh f a ta n dh igh f r u c t o s ed i e to n m o u s ei n t e s t i n a lb a r r i e rf u n c t i o n,a sw e l l a s t h e r o l eo fk e t o h e x o k i n a s e(KHK),t h ek eye n zym e i nf r u c t o s em e t a b o l i s m,i n i n t e s t i n a l b a r r i e ri mpa i r m e n t M e t h o d s E igh t w e e k o l dm a l ec o n t r o lC B L/Jm i c ea n dK h k/m i c ew e r er a n d o m lyd i v i d e d i n t oc o n t r o l n o r m a l d i e t(ND),c o n t r o l h igh f a ta n dh igh f r u c t o s ed i e t(H F H F D),K h k/n o r m a ld i e t(NDK h k/),a n dK h k/h igh f a ta n dh igh f r u c t o s ed i e t(H F H F DK h k/)gr o ups,w i t he igh tm i c ei ne a c hgr o up D u r i ngt h eh igh f a ta n dh igh f r u c t o s ed i e ta n dn o r m a ld i e t,t h eb o dyw e igh tc h a nge so fm i c ei nd i f f e r e n tgr o upsw e r er e c o r d e d A f t e rt h ei n t e r v e n t i o n,t h eb l o o dgl u c o s ea n di n s u l i nl e v e l so f m i c ei ne a c hgr o upw e r ed e t e c t e d T h e i n t e s t i n a l b a r r i e r f u n c t i o na n d i n f l a mm a t i o n l e v e l o fm i c ew e r ee v a l u a t e dbyd e t e c t i ngi n t e s t i n a lw a t e rc o n t e n t,pe r m e a b i l i ty,t igh tju n c t i o npr o t e i ne xpr e s s i o n,s e r u ma n d i n t e s t i n a l i n f l a mm a t o ryf a c t o r l e v e l s R e s u l t s C o mpa r e dw i t hNDgr o up,H F H F Dgr o ups ign i f i c a n t lyi n c r e a s e d t h eb o dyw e igh t,b l o o dgl u c o s ea n d i n s u l i n l e v e l s o fm i c e,i n c r e a s e dt h e i n t e s t i n a lw a t e rc o n t e n ta n dpe r m e a b i l i ty,d e c r e a s e dt h ee xpr e s s i o no ft igh tju n c t i o npr o t e i n s,a n di n c r e a s e d i n f l a mm a t o ryf a c t o r s o f t h e s e r u ma n d i n t e s t i n e s I n t h e t w ogr o ups f e dw i t hh igh f a t a n dh igh f r u c t o s ed i e t,t h eb o dyw e igh t,b l o o dgl u c o s ea n d i n s u l i n l e v e l so f t h eH F H F DK h k/gr o upw e r e s ign i f i c a n t lyl o w e r t h a nt h o s eo f H F H F Dgr o up,a n dt h ei n t e s t i n a lb a r r i e rdys f u n c t i o na n di n f l a mm a t i o n w e r es ign i f i c a n t lyi mpr o v e d C o n c l u s i o n KHK,ak eye n zym e i nf r u c t o s em e t a b o l i s m,i s i n v o l v e d i n t h e i mpa i r m e n t o f i n t e s t i n a l b a r r i e r c a u s e dbyh igh f a ta n dh igh f r u c t o s ed i e t K n o c k o u to fK h kge n es ign i f i c a n t lyi mpr o v e di n t e s t i n a lb a r r i e rdys f u n c t i o na n dt h e i n f l a mm a t i o nl e v e l K E Y WO R D S:k e t o h e x o k i n a s e(KHK);f r u c t o s e;o b e s i ty;d i a b e t e s;i n t e s t i n a lb a r r i e r西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)第 卷本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版随着当代人们饮食结构变化以及食品加工技术的过量使用,富含碳水化合物、饱和脂肪酸、胆固醇等的不健康饮食越来越普遍,导致机体摄入过量能量,诱发肥胖、非酒精性脂肪性肝病、型糖尿病等疾病.流行病学研究显示,果糖摄入和高脂饮食与肥胖和型糖尿病的发病率相关,超负荷的果糖摄入使小肠新陈代谢功能受损,并导致肠屏障功能恶化 .高脂肪饮食和(或)高果糖饮食可导致血清炎症水平升高,引起慢性肠道炎症的发生.此外,高脂饮食显著增加肠道通透性,降低紧密连接蛋白的表达,还可以通过增加肠道微生物来源的脂多糖诱导内毒素血症和肠道炎症,从而加速高血糖和肥胖等代谢紊乱的发生 .果糖激酶(k e t o h e x o k i n a s e,KHK)是果糖代谢过程中的关键酶,抑制KHK能显著改善代谢相关疾病中出现的代谢功能障碍,如胰岛素抵抗、高甘油三酯血症和肝脏脂肪变性等.饮食中的果糖在到达肝脏之前可被小肠吸收代谢,但目前很少有研究证实KHK在高脂高果糖饮食损伤肠道屏障过程中的作用.本研究采用高脂高果糖饮食与正常饮食喂养的C B L/J小鼠及K h k/小鼠,通过对其体质量、血糖、胰岛素的检测,以及肠道通透性、肠道屏障指标及炎症因子水平的检测,拟证明高脂高果糖饮食会破坏小鼠的肠道屏障功能,且这一变化与KHK密切相关,以期为该类疾病提供新的治疗靶点.材料与方法材料实验动物C B L/J背景来源的雄性及雌性K h k/小鼠,对照C B L/J小鼠,分别由赛业生物公司(中国江苏)和维通利华实验动物技术有限公司(中国北京)提供,饲养于西安交通大学第一附属医院脑科学研究中心S P F动物房(室温 ;湿度 ;昼夜节律 h/h).雄性及雌性K h k/小鼠同笼交配并繁殖后代.繁殖小鼠饲养至周龄后,通过鼠尾基因鉴定,挑选纯合子进行后续实验.饲养期间,小鼠可随意获取食物和水.本实验严格按照西安交通大学动物研究所的实验行为规范进行,伦理审批号:.材料与试剂S P F级实验用鼠维持饲料及高脂饲料(江苏协同生物公司),引物(北京擎科生物科技有限公司),T r i z o l(北京宝日医生物技术有限公司),P C R试剂盒(湖南艾科瑞生物工程有限公司),鼠抗KHK(美国S a n t aC r u z公司),兔抗Z O (美国A f f i n i t y公司),兔抗O c c l u d i n(美国A f f i n i t y公司),鼠抗 T u b u l i n(美国I mm u n o w a y公司),抗体稀释液(西安米鼠生物科技有限公司),E C L发光液(西安米鼠生物科技有限公司),微量血糖仪、血糖试纸(江苏鱼跃医疗设备股份有限公司),小鼠胰岛素E L I S A试剂盒(上海鑫乐生物科技有限公司),k D a异硫氰酸荧光素(f l u o r e s c e i n i s o t h i o c y a n a t e,F I T C)葡聚糖(d e x t r a n)(美国S i g m a公司),小鼠肿瘤坏死因子(t u m o rn e c r o s i s f a c t o r ,T N F )E L I S A试剂盒(深圳欣博盛生物科技有限公司),白细胞介素(i n t e r l e u k i n,I L )E L I S A试剂盒(深圳欣博盛生物科技有限公司).方法动物分组及处理将经过基因鉴定的 只周龄雄性K h k/纯合子小鼠与 只周龄对照C B L/J小鼠随机分配至以下组(n):正常饮食组(N D)、正常饮食K h k/组(N DK h k/)、高脂高果糖饮食组(H F H F D)、高脂高果糖饮食K h k/组(H F H F DK h k/).其 中,N D组 和N DK h k/组正常饮食喂养 周,H F H F D组和H F H F DK h k/组喂养高脂高果糖饮食 周.正常饮食,指小鼠可自由获取普通饲料(供能比:脂肪 、蛋白质、碳水化合物)以及纯净饮用水;高脂高果糖饮食,指小鼠可自由获取高脂饲料(供 能 比:脂 肪、蛋 白 质、碳 水 化 合 物)以及含有 果糖的饮用水.q P C R检测采用T r i z o l法提取肠道及肝脏组织的总R NA.将提取的肠道及肝脏组织总R NA进行逆 转 录 合 成,随 后 进 一 步 行P C R扩 增,并 以 a c t i n作为内参.本实验所使用的引物序列如下,K h k基 因(正 向:T G A C C T C C G C C A A C A T T C T G ;反 向:A C T T G A G A C A C A T C C A C G C C )和a c t i n基因(正向:T G C T G T C C C T G T A T G C C T C T G;反向:T G A T G T C A C G C A C G A T T T C C ).W e s t e r nb l o t t i n g检测蛋白表达异氟烷麻醉小鼠后,立即将小鼠小肠及肝脏组织取出并放置于液氮或 冰箱保存.取适量大小的小肠及肝脏组织,并加入适量预冷处理的快速裂解液,使用匀浆器于冰上充分研磨组织样本,冰上静置 m i n以充分裂解样本,以 r/m i n于离心 m i n.蛋白上清液经B C A法定量后,加入蛋白上样缓冲液,煮沸处理.蛋白样品经过电泳、转膜后,将膜置于期杜梦宇,何姝璿,杨岚,等 KHK参与高脂高果糖饮食对肠黏膜屏障的损害本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版 g/L脱脂牛奶中,常温孵育h进行封闭.使用抗体稀释液稀 释KHK、Z O 、O c c l u d i n及 T u b u l i n抗体,并将条带放置于一抗溶液中,孵育过夜.将膜取出后洗膜次,每次 m i n.常温孵育相对应二抗h后,洗膜次,每次 m i n.将膜置于化学发光仪中,使用E C L发光液曝光显像后保存图像,利用I m a g eJ软件进行图像分析.小鼠体质量监测从小鼠周龄开始记录小鼠体质量,每周记录次,直至实验结束,记录高脂高果糖饮食及正常饮食喂养 周期间小鼠的体质量变化情况.小鼠血糖检测高脂高果糖饮食及对照正常饮食喂养 周结束后,小鼠禁食不禁水 h.酒精消毒小鼠尾尖部分后,通过剪尾取血的方式,采用微量血糖仪及血糖试纸检测各组小鼠的空腹血糖并记录.小鼠胰岛素水平与胰岛素抵抗测定将禁食不禁水 h的小鼠利用异氟烷吸入进行麻醉,麻醉后的小鼠通过摘取眼球取血.将取好的血液放置于常温静置h,r/m i n离心 m i n,分离管中的血清.采用小鼠胰岛素E L I S A试剂盒检测各组小鼠血清胰岛素的水平,操作过程严格按照说明书进行.利用胰岛素抵抗指数(HOMA I R)评价胰岛素抵抗水平,HOMA I R的计算公式:HOMA I R空腹血糖浓度(mm o l/L)空 腹 胰 岛 素 浓 度(U/m L)/.肠道含水量检测取适合大小新鲜的小鼠小肠组织,于精密电子天平上称量组织湿重.随后将组织置于 恒温烘箱中,烘干 h,再次利用精密电子天平称量组织干重.肠道含水量计算公式如下:含水量()(组织湿 重组织 干重)/组织湿重 ,用于评估小鼠肠道水肿程度.肠道通透性检测各组小鼠在隔夜禁食后,用k D a异硫氰酸荧光素葡聚糖(F I T C d e x t r a n)溶液灌胃.灌胃h后,异氟烷麻醉小鼠,摘取眼球取血,血液常温静置、离心,收集血清.测定血样在 n m激发波长和 n m发射波长下的吸光度.E L I S A检测取各组小鼠适合大小的肠道组织及适量血清,严格按照T N F 、I L E L I S A试剂盒的说明书进行操作,测定肠道组织及血清中T N F、I L 的含量.统计学分析统计分析采用G r a p h p a dP r i z m软件完成.数据以均数标准差表示.根据数据正态性检验结果,选用S t u d e n tst检验、M a n n Wh i t n e y检验(仅用于肝脏P C R结果)或单因素方差分析(经过T u r k e y多重比较检验),小鼠体质量的比较采用双因素方差分析(经过T u r k e y多重比较检验).P 认为差异有统计学意义.结果K h k/模型的有效性验证首先通过P C R验证K h k/小鼠肠道及肝脏中K h k基因敲除效率(v s ,v s ,P ,图).进 一 步 通 过W e s t e r nb l o t t i n g检测肠道及肝脏KHK蛋白的表达水平,结果显示,与对照小鼠相比,K h k/小鼠肠道及肝脏中几乎没有KHK的蛋白表达,证实了本实验模型的有效性(v s ,v s ,P,图).A:肠 道 组 织K h k相 对 表 达;B:肝 脏 组 织K h k相 对 表 达.P .图K h k/小鼠肠道、肝脏中K h k的表达F i g K h ke x p r e s s i o ni nt h ei n t e s t i n e sa n dl i v e ro fK h k/m i c eA:肠道组织KHK蛋白表达代表图;B:肠道组织KHK蛋白表达统计图;C:肝脏组织KHK蛋白表达代表图;D:肝脏组织KHK蛋白表达统计图.P .图K h k/小鼠肠道、肝脏中K H K蛋白的表达及比较F i g T h ee x p r e s s i o nl e v e lo fKHKp r o t e i ni nt h ei n t e s t i n e sa n dl i v e ro fK h k/m i c e西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)第 卷本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版高脂高果糖饮食喂养可导致代谢功能紊乱在高脂高果糖饮食和正常饮食喂养期间,前期各组小鼠的体质量并无统计学差异(P).随着喂养时间延长,小鼠的体质量呈现逐渐升高的趋势,H F H F D组小鼠和H F H F DK h k/组小鼠与正常饮食喂养的小鼠相比,体质量在后期增加,且H F H F D组小鼠体质量升高的更显著(P).除此之外,与H F H F D组小鼠相比,H F H F DK h k/组体质量有所下降(P,图 A).与N D组小鼠相比,H F H F D组空腹血糖及胰岛素水平明显升高()mm o l/Lv s()mm o l/L,()m I U/Lv s()m I U/L,P ,但H F H F DK h k/组空腹血糖水平低于H F H F D组()mm o l/Lv s()mm o l/L,P ,图 B,胰岛素水平也显著下降()m I U/Lv s()m I U/L,P ,图 C.与N D组小鼠相比,HOMA I R指数在高脂高果糖饮食喂养时显著升高(v s ,P ),但H F H F DK h k/组HOMA I R水平比H F H F D组有所下降(v s ,P ,图 D).A:体质量;B:血糖;C:胰岛素;D:HOMA I R.体质量数据统计中,代表H F H F D组与N D组相比,代表H F H F DK h k/组与H F H F D组相比.P ,P ;P,P,P .图小鼠的体质量及代谢相关参数的比较F i g B o d yw e i g h t a n dm e t a b o l i cp a r a m e t e r so fm i c eK h k基因敲除改善小鼠肠道通透性各组小鼠肠道组织含水量检测结果显示,与N D组小鼠相比,H F H F D组小鼠肠道组织含水量明显升高 ()v s(),P ,但H F H F DK h k/组小鼠相比于H F H F D组肠 道 含 水 量 明 显 降 低 ()v s(),P ,图 A,肠组织水肿程度减轻.各组小鼠分别给予k D aF I T C d e x t r a n溶液灌胃处理后,结果显示,H F H F D组小鼠血清F I T C的浓度显著高于N D组()g/m Lv s()g/m L,P ,图 B,肠道通透性增加.然而,与H F H F D组小鼠相比,H F H F DK h k/组小鼠血清F I T C浓度降低()g/m Lv s()g/m L,P ,图 B,提示敲除KHK缓解了高脂高果糖饮食对肠道屏障的损伤.K h k基因敲除改善小鼠肠道屏障完整性W e s t e r nb l o t t i n g检测肠道组织中紧密连接蛋白Z O 和O c c l u d i n的表达水平,结果显示,与N D组相比,H F H F D组小鼠肠道组织中Z O 和O c c l u d i n的表达显著降低(v s ,v s ,P ),而H F H F DK h k/组小鼠相比于H F H F D组小鼠肠道组织的Z O 和O c c l u d i n表 达 水 平 升 高(v s ,v s ,P,图).A:肠道含水量检测;B:肠道通透性检测.P,P.图K h k基因敲除对肠道含水量和通透性的影响F i g T h ee f f e c t so fK h kg e n ek n o c k o u to ni n t e s t i n a lw a t e rc o n t e n t a n d i n t e s t i n a lp e r m e a b i l i t y期杜梦宇,何姝璿,杨岚,等 KHK参与高脂高果糖饮食对肠黏膜屏障的损害本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版A:Z O 蛋白表达代表图;B:Z O 蛋白表达统计图;C:O c c l u d i n蛋白表达代表图;D:O c c l u d i n蛋白表达统计图.P,P ,P .图K h k基因敲除对小鼠肠道屏障完整性的影响F i g T h e e f f e c t o fK h kg e n ek n o c k o u t o n i n t e s t i n a l b a r r i e r i n t e g r i t yo fm i c eK h k基因敲除降低小鼠血清及肠道炎症因子水平E L I S A检测小鼠血清及肠道中炎症因子T N F 、I L 的水平,结果显示(图),H F H F D组小鼠血清及肠道组织的T N F ()p g/m Lv s()p g/m L,()p g/m Lv s()p g/m L,P 和I L 水 平()p g/m Lv s()p g/m L,()p g/m Lv s()p g/m L,P 相 比N D组 显 著 升 高.然 而,相 比 于H F H F D组,H F H F DK h k/组小鼠血清及肠道组织的T N F ()p g/m Lv s()p g/m L,()p g/m Lv s()p g/m L,P 和I L 水 平 显 著 降 低()p g/m Lv s()p g/m L,()p g/m Lv s()p g/m L,P ,提示敲除K h k基因可以降低高脂高果糖饮食小鼠的血清及肠道炎症因子水平,改善肠道炎症的发生.A:血清T N F 水平;B:血清I L 水平;C:肠道T N F 水平;D:肠道I L 水平.P,P,P .图K h k基因敲除对血清及肠道炎症因子的影响F i g T h ee f f e c to fK h kg e n ek n o c k o u to ns e r u ma n d i n t e s t i n a l i n f l a mm a t o r yf a c t o r s讨论高脂高果糖饮食可诱导机体炎症与代谢紊乱,导致包括肥胖、型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病等代谢综合征的发生.其原因可能与该类饮食导致肠道组织炎性细胞浸润、增加小鼠肠道通透性、损伤肠道屏障、升高血清和小肠中促炎因子水平相关 ,.本研究发现,高脂高果糖饮食增加肠道通透性,降低肠道紧密连接蛋白表达,同时升高血清及肠道炎症因子水平,这些病理变化伴随着小鼠体质量增加、血糖和血清胰岛素升高.敲除KHK可缓解肠道屏障损伤,并改善小鼠全身炎症和血糖代谢异常.果糖是食品工业最常使用的甜味剂,其甜度是葡萄糖的倍.过量摄入果糖与代谢综合征、糖尿病和高血压等疾病发生相关,其发病机制包括果糖代谢促进组织氧化应激、增加炎症反应等.小肠是控制果糖吸收的重要器官,日常剂量的果糖超过 经小肠吸收代谢.虽然有报道发现果糖摄入可以在一定程度上促进小肠绒毛增殖,但本研究发现,高脂高果糖饮食可导致肠道屏障蛋白Z O 和O c c l u d i n表达降低.这可能与高脂饮食对肠道上皮细胞的炎症刺激与果糖代谢的氧化应激反应相叠加作用相关.本研究还发现高脂高果糖饮食可促进肠道及血清炎症因子水平变化,推测是由于肠道屏障通透性增加,高脂高果糖饮食在肠道代谢诱发的炎症因子在肠道聚集并通过损伤的肠道屏障入血导致的.炎症因子可能进一步诱发肝脏及胰腺损伤,出现代谢综合征样表现,因此高脂高果糖饮食小鼠同时伴发小鼠体质量西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)第 卷本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版增加、血糖、血胰岛素增高和胰岛素抵抗.KHK是果糖代谢的关键酶,可促进果糖迅速转变为果糖 磷酸,后者在醛缩酶B的作用下分解为磷酸二羟丙酮 和甘油醛,进 而促 进 脂 质 合 成 和 储存.由于果糖代谢快速消耗AT P并增加氧化应激,其对肠道屏障可能具有损伤作用.研究表明,全身敲除KHK可改善糖尿病小鼠肾损伤,特异性敲除肝脏KHK可改善蔗糖诱导的肝损伤,条件性敲除肠道KHK可降低小鼠甜味偏好和糖摄取.鉴于KHK的重要代谢作用,本研究构建K h k/小鼠,并验证了K h k/小鼠肝脏和肠道中的KHK表达量,发现与野生型小鼠相比,K h k/小鼠肝脏和肠道中几乎不表达KHK.研究表明,敲除或抑制K h k可以改善醛缩酶B缺乏导致的严重低血糖和肝脏、肠道损伤.本研究也发现,敲除全身K h k明显改善高脂高果糖饮食导致的肠道损伤,即KHK缺乏降低小鼠肠道通透性,肠道紧密连接蛋白的表达也相应增加.同时,血清及肠道炎症因子水平也因为KHK缺乏 得 到 改 善.虽 然L ANA S P A等 发 现 敲 除K h k可以改善小鼠醛缩酶B缺乏相关的低血糖,但本研究结果显示敲除K h k后改善高脂高果糖饮食导致的高血糖和高胰岛素血症,这可能归咎于所研究小鼠的疾病模型不同,即机体醛缩酶B缺乏后暴露于大量果糖可能导致严重低血糖休克,而本次实验采用高脂饮食联合果糖饮用的方式明显引起小鼠血糖及胰岛素升高,并且敲除K h k可以改善小鼠代谢紊乱.综上所述,本研究证明了敲除小鼠K h k可显著改善高脂高果糖饮食导致的代谢紊乱及肠道炎症,表明KHK参与高脂高果糖饮食导致的肠道屏障破坏.这提示不健康的饮食习惯不仅可能导致机体代谢紊乱,增加肥胖和型糖尿病的风险,还可能促进肠道黏膜 屏 障 的 损 伤,导 致 肠 道 慢 性 炎 症 的 发 生,而KHK在这一致病过程起着至关重要的作用,对其进行靶向干预可能成为治疗相关代谢性疾病的新方式.参考文献:A S R I H M,J ORNAYVA Z F R D i e t sa n dn o n a l c o h o l i cf a t tyl i v e rd i s e a s e:T h ego o da n dt h eb a dJ C l i nN u t r,():F E B B RA I O M A,KAR I N M“S w e e td e a t h”:F r u c t o s ea sam e t a b o l i c t o x i nt h a t t a rge t st h egu t l i v e ra x i sJ C e l lM e t a b,():B RAY G A,N I E L S E NSJ,P O P K I N B M C o n s u mpt i o no fh igh f r u c t o s ec o r nsyr upi nb e v e r age sm aypl aya r o l e i n t h eepi d e m i co fo b e s i tyJ AmJC l i nN u t r,():T ANR,DONGH,CH E NZ,e t a l I n t e s t i n a lm i c r o b i o t am e d i a t e sh igh f r u c t o s ea n dh igh f a t d i e t s t o i n d u c ec h r o n i c i n t e s t i n a li n f l a mm a t i o nJF r o n t C e l lI n f e c t M i c r o b i o l,:C AN IPD,B I B I L O N IR,KNAU FC,e t a l C h a nge s i ngu tm i c r o b i o t ac o n t r o lm e t a b o l i ce n d o t o x e m i a i n d u c e di n f l a mm a t i o ni nh igh f a t d i e t i n d u c e do b e s i tya n dd i a b e t e s i nm i c eJ D i a b e t e s,():L I MSM,J E ONGJJ,WO O K H,e ta l L a c t o b a c i l l u ss a k e iO K a m e l i o r a t e sh igh f a td i e t i n d u c e db l o o dgl u c o s ei n t o l e r a n c ea n do b e s i tyi n m i c ebyi n h i b i t i nggu tm i c r o b i o t al ipopo lys a c c h a r i d epr o d u c t i o na n di n d u c i ngc o l o nt igh tju n c t i o npr o t e i ne xpr e s s i o nJ N u t rR e s,():GUT I E RR E ZJA,L I U W,P E R E ZS,e ta l P h a r m a c o l ogi ci n h i b i t i o no fk e t o h e x o k i n a s epr e v e n t sf r u c t o s e i n d u c e d m e t a b o l i cdys f u n c t i o nJ M o lM e t a b,:CHYAUCC,WANG HF,ZHANG WJ,e t a l A n t r o d a na l l e v i a t e sh igh f a ta n dh igh f r u c t o s ed i e t i n d u c e df a t tyl i v e rd i s e a s ei n C B L/m i c e m o d e lv i a AMP K/S i r t/S R E B P c/P P ARga mm apa t h w ayJ I n t JM o l S c i,():P ARKM,P ARKEJ,K I MSH,e t a l L a c t o b a c i l l u spl a n t a r u mA T G K a n dA T G K a m e l i o r a t e sh igh f a tw i t hh igh f r u c t o s ei n d u c e di n t e s t i n a li n f l a mm a t i o nJ I n tJ M o lS c i,():L E O NGI M e t a b o l i s m:T h es m a l l i n t e s t i n ean e wpl aye r i nf r u c t o s em e t a b o l i s mJ N a tR e vE n d o c r i n o l,():T AY L O RSR,RAM S AMO O JS,L I ANG RJ,e ta l D i e t a ryf r u c t o s e i mpr o v e s i n t e