肝脏特异性LCMT1基因敲除对小鼠糖脂代谢和学习记忆的影响

摘要

目的：探讨肝脏特异性亮氨酸羧基甲基转移酶1(LCMT1)基因敲除对小鼠糖脂代谢和学习记忆的影响及可能机制。方法：选取8周龄的雄性野生型（WT）小鼠和肝脏特异性LCMT1基因敲除（L-LCMT1KO）小鼠，普食饲养至16周龄，每组10只，记录小鼠的饮食情况和体重变化。通过实时定量逆转录聚合酶链式反应（RT-qPCR）、蛋白免疫印迹（western blotting）实验比较两组小鼠肝脏LCMT1基因和蛋白的表达情况；收集小鼠肝脏组织，苏木精—伊红染色（HE染色）观察肝脏组织形态。在16周龄时用疲劳转棒实验和Morris水迷宫实验分析两组小鼠的运动能力和空间学习记忆能力。检测空腹血糖水平，葡萄糖耐量实验观察糖代谢情况；称量小鼠的皮下脂肪和内脏脂肪，比较两组小鼠的脂肪重量；全自动生化分析仪检测血清天门冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-c）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-c）水平，比较两组小鼠的血脂代谢情况；RT-qPCR检测肝脏PPAR-α、SREBP-1c、Abca1、LDLR基因表达。结果：与WT小鼠相比，L-LCMT1KO小鼠的饮水量、进食量、能量摄入及体重差异无统计学意义（P>0.05）。L-LCMT1KO小鼠肝脏LCMT1的mRNA和蛋白水平显著降低（P<0.05）。肝脏HE染色和血清肝功能结果显示，与WT小鼠相比，肝脏LCMT1敲除对肝脏组织形态和血清AST、ALT水平无影响（P>0.05），不损害肝功能。行为学结果显示，与WT小鼠相比，肝脏LCMT1敲除不会引起小鼠运动和平衡能力的障碍（P>0.05），且可增强学习记忆能力（P<0.05）。糖代谢结果显示，L-LCMT1KO小鼠保持正常血糖水平和葡萄糖耐量（P>0.05）；脂代谢结果显示，与WT小鼠相比，L-LCMT1KO小鼠皮下脂肪含量、内脏脂肪含量、TG水平及LDL-c水平无变化（P>0.05），而TC水平和HDL-c水平升高（P<0.05）,TG/HDL-c比值降低（P<0.05），脂肪生成因子SREBP-1c表达下降（P<0.05）。结论：L-LCMT1KO对小鼠的血糖调节和脂肪含量没有显著影响，但可增强其学习记忆能力，肝脏特异性LCMT1基因敲除可能通过上调HDL-c水平并下调肝脏SREBP-1c表达，从而调控胆固醇代谢途径，进而影响学习记忆能力。

关键词

肝 / LCMT1 / 基因敲除 / 糖脂代谢 / 学习记忆

基金资助

国家自然科学基金资助项目(No.82160612;No.82460638)