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丙型肝炎合并代谢综合征的治疗策略及药物机制研究

作　者: 赵志云
导　师: 蒋建东
学　校: 北京协和医学院
专　业: 微生物与生化药学
关键词: 丙型肝炎病毒代谢综合征 APOBEC3G 盐酸小檗碱能量消耗 SIRT1 SCD1
分类号: R512.63
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

丙型肝炎是由丙型肝炎病毒(HCV)感染引起的病毒性肝炎。在丙型肝炎患者中大约有一半以上的患者合并有高血脂、高血糖等代谢综合征相关症状。HCV诱导患者出现胰岛素抵抗、高血脂、肝脏脂肪变性等代谢症状,而肥胖、胰岛素抵抗及肝脏脂肪变性等症状有助于HCV的复制,从而削弱抗病毒药物的治疗效果。抗丙型肝炎药物抑制HCV复制有助于调节代谢,而合并使用胰岛素增敏剂能提高抗丙型肝炎药物的治疗效果。针对丙型肝炎合并代谢综合征的患者,需要同时进行抗病毒和调节代谢治疗。因此本论文对抗病毒药物和调节代谢药物分别进行了机制研究。人类宿主细胞因子APOBEC3G (hA3G)是一种胞嘧啶核苷脱氨酶,其能够抑制包括人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)在内的一系列病毒。在研究hA3G的过程中,发现有助于hA3G稳定的化合物显著抑制HCV的复制。由于HCV与HIV不同,为单股正链RNA病毒,属黄病毒科,这提示hA3G也可能是HCV复制的限制性因子。因此,本论文第一部分首先探索了hA3G在HCV复制中起到的作用。将外源性hA3G转染入感染了HCV的Huh7.5细胞,HCV的复制受到抑制；用RNAi下调内源性hA3G的表达导致HCV复制的增强。外源性HIV-1Vif蛋白能降低细胞内hA3G的水平,从而增强HCV增殖。这些结果提示,hA3G是HCV复制的限制性因子。由于HIV-1编码的Vif蛋白能特异性地下调hA3G的含量,因此,Vif蛋白的存在,有助于HCV的复制,这可能是HIV-1阳性患者常常出现HIV-1/HCV合并感染的原因之一。用两个已知的可以提高hA3G稳定性的化合物RN-5或IMB-26处理HCV感染的Huh7.5细胞,细胞内hA3G的表达水平增加,相应的HCV复制受到抑制。这些化合物并不抑制HCV病毒酶,但却增加了进入HCV病毒颗粒中的hA3G的水平。但是,应用感染克隆测序并没有在新复制的HCV基因组里检测到G→A的高突变率,这表明hA3G对于HCV的抑制作用是基于一个与抗HIV-1作用不同的新的抗病毒机制。进一步分析发现,hA3G和其稳定剂在HCV复制子系统中均对HCV的复制无影响,提示hA3G对HCV复制的限制作用可能发生在HCV复制周期的早期或晚期。稳定hA3G的小分子化合物RN-5即使在大剂量灌胃或腹腔注射处理小鼠后,没有观察到明显的毒副作用。上述所有结果说明hA3G是HCV复制的细胞内限制性因子并且可能成为药物靶点。盐酸小檗碱(Berberine, BBR)是一种从中草药中提取出的单体化合物(生物碱)。其多年来被用于控制2型糖尿病患者的血糖水平。在人体和动物模型中,BBR都能够起到改善肥胖,控制血糖、血脂和肝脏脂肪变性的作用,但是其机制仍然不明确。因此本论文第二部分重在研究BBR改善代谢的机制。本研究,证实BBR在食源性肥胖模型(DIO)小鼠中增加能量消耗。给予小鼠含BBR的食物,小鼠的氧耗量和二氧化碳的产生增加,而其运动量和食物摄入量没有变化。经过BBR治疗,小鼠的体重增长下降,肝脏脂肪变性改善,血脂下降,由高脂饲料(HFD)引起的胰岛素抵抗也得到改善。在肝脏里,BBR增加SIRT1(Sirtuin1)的蛋白表达和SIRT1蛋白丝氨酸46位(Ser46)的磷酸化、升高氧化型和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+/NADH)的比率,同时下调c-Jun氨基末端激酶1(JNK1)的活性。在小鼠的肝脏细胞(1clc7)中,BBR的处理可以时间依赖性地增加SIRT1的蛋白表达和NAD+的水平,降低JNK的活性。在BBR的处理下SIRT1的酶活性提高。在BBR喂养的小鼠中,硬酯酰辅酶A去饱和酶(SCD1)表达受到抑制。在肥胖的野生型小鼠模型里,BBR可以改善肥胖、肝脏脂肪变性与胰岛素抵抗等症状,而在SIRT1缺陷SIRT1小鼠中,BBR改善肥胖的作用被削弱。这些结果说明,BBR通过增加能量代谢来抑制肥胖。BBR对代谢的改善作用与SIRT1的激活和SCD1的降低有关。这些新机制有助于我们理解BBR的药效,以及开发新的调节代谢药物。BBR可以阻断HCV影响代谢的部分机制且副作用小的特点,使其可能成为治疗此合并症的药物。上述两方面研究都从调节宿主的状态方面入手,来抑制HCV的复制,但是由于没有良好的HCV感染的动物模型,所以暂时没有药物改善丙型肝炎的体内试验证据,我们希望在建立可行的动物模型后,进一步研究证实。综上所述,本论文新发现了hA3G是HCV复制的细胞内限制性因子并且可能成为新的药物靶点,拓展了hA3G的研究领域,丰富了抗病毒理论,为寻找新型抗HCV药物提供理论依据,同时为联合用药提供了新的策略；本论文还发现了BBR改善代谢的部分新机制,有助于调节代谢药物的研究,同时其也可能成为丙型肝炎合并代谢综合征治疗的候选药物。总之,本论文通过对抗病毒和调节代谢药物两方面的研究,为丙型肝炎合并代谢综合征的治疗药物开发提供了新策略和理论基础。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
缩略语表  10-25
1 宿主载脂蛋白B信使RNA编辑酶催化多肽样蛋白3G——丙型肝炎的天然防御因子和药物靶点  25-54
  1.1 背景  25-26
  1.2 材料与方法  26-40
    1.2.1 实验材料  26-30
    1.2.2 实验方法  30-39
    1.2.3 数据处理及数据分析  39-40
  1.3 实验数据与结果  40-52
  1.4 讨论  52-53
  1.5 结论  53-54
2 盐酸小檗碱(Berberine)通过激活SIRT1抑制SCD1提高能量消耗抑制肥胖,调节代谢,改善肝脂肪变性  54-75
  2.1 背景  54-55
  2.2 实验设计与方法  55-61
    2.2.1 实验材料与对象  55-57
    2.2.2 实验方法  57-61
    2.2.3 统计学分析  61
  2.3 实验数据与结果  61-73
  2.4 讨论  73-74
  2.5 结论  74-75
3 总结  75-77
参考文献  77-91
附录  91-94
综述  94-107
  参考文献  102-107
论文发表以及学术会议  107-108
附件  108-114
致谢  114-115

丙型肝炎合并代谢综合征的治疗策略及药物机制研究

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