奶牛脂肪肝氧化应激激活NLRP3炎性小体引发肝细胞焦亡的机制

摘要

脂肪肝是围产期奶牛常见的营养代谢病，以血液中非酯化脂肪酸(NEFA)含量升高、脂代谢紊乱为特征。高浓度的NEFA会损伤线粒体，促进活性氧(ROS)的释放。同时，蓄积在肝细胞中的脂质发生脂质过氧化，产生ROS等自由基，导致肝脏发生氧化应激。当细胞内ROS水平升高时，硫氧还蛋白互作蛋白(TXNIP)会激活核苷酸结合寡聚化结构样蛋白3(NLRP3)炎性小体，而氧化应激可以调节细胞焦亡状态，但尚不清楚肝细胞氧化应激产生的ROS能否通过TXNIP/NLRP3通路介导细胞焦亡引发奶牛肝损伤。本研究采集健康奶牛和脂肪肝奶牛肝脏组织样品，并使用NEFA构建脂肪肝细胞模型，通过试剂盒检测甘油三酯(TG)含量和氧化应激相关指标；通过Western blot检测NLRP3炎性小体激活、NF-κB炎性通路及细胞焦亡相关蛋白的表达水平；通过荧光定量PCR检测炎性因子mRNA的相对表达水平。结果显示，与健康(对照)组相比，脂肪肝组织和脂肪肝细胞模型的TG含量显著升高(P<0.05);SOD、GSH-Px活性显著降低(P<0.05);TXNIP、NLRP3、GSDMD-N、Caspase-1蛋白表达水平显著上调(P<0.05),结果表明，发生脂肪肝时NLRP3炎性小体激活并引发细胞焦亡。使用NEFA和抗氧化剂(NAC)构建脂肪肝细胞抗氧化模型，结果显示，与脂肪肝细胞模型相比，肝细胞内ROS含量显著降低，肝细胞氧化应激、NLRP3炎性小体激活与细胞焦亡均有所缓解。综上所述，本研究发现奶牛发生脂肪肝时，肝脏发生氧化应激产生的ROS可以通过TXNIP/NLRP3通路介导细胞焦亡，引发脂肪肝奶牛肝损伤。

关键词

奶牛 / 脂肪肝 / 氧化应激 / NLRP3炎性小体 / 细胞焦亡