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目的:已有研究证实三氧化二砷能诱导小鼠和人发生非酒精性脂肪性肝病,进而促使肝脏内胶原逐渐沉积,导致肝纤维化发生,而肝星状细胞的激活是其发生的关键事件之一。自噬是影响肝星状细胞激活的关键因素之一。本课题组之前的研究已经证实三氧化二砷能诱导小鼠肝脏内自噬水平的改变和发生非酒精性脂肪性肝病,但其作用机制尚不清楚。牛磺酸(Tau)是一种含硫的β-氨基酸,是在人和动物的许多组织中存在的一种主要的细胞内游离氨基酸。本课题组之前的研究表明牛磺酸能减弱三氧化二砷暴露诱导的非酒精性脂肪肝疾病的发生,但尚不清楚牛磺酸是否能保护砷诱导的肝星状细胞活化及作用机制。因此本研究的目的是探究三氧化二砷暴露于C57BL/6J小鼠和LX-2细胞后肝星状细胞激活以及自噬的变化,以及牛磺酸在砷诱导的肝星状细胞激活过程中是否具有保护作用和可能的作用机制。方法:在体内实验中,用C57BL/6J雄性小鼠作为研究对象,每天通过饮水分别暴露于浓度为0,1,2,4 mg/L的三氧化二砷。另设牛磺酸干预组,每天通过饮水给予小鼠4 mg/L的三氧化二砷,并给予250 mg/kg的牛磺酸灌胃,持续12周。12周后取小鼠肝脏制作石蜡切片,用苏木素染色法检测肝脏炎症和水肿情况;用天狼星红染色法观察肝纤维化病理表现;用免疫组织化学染色法检测肝星状细胞激活标志蛋白α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达情况;用蛋白免疫印迹法(Western blot)检测自噬相关蛋白微管相关蛋白轻链3-II(LC3-II),p62和胶原I型(Collagen-1)蛋白的表达情况。体外实验中,以人肝星状细胞系LX-2为研究对象。用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT)检测不同浓度三氧化二砷处理后的LX-2细胞存活率;用0,1,2,4μM三氧化二砷作用于LX-2细胞24小时,用Western blot法检测细胞中的自噬相关蛋白LC3和p62,肝星状细胞激活相关蛋白α-SMA和Collagen-1和过氧化物酶体增殖剂激活受体alpha(peroxisome proliferators-activated receptors,PPARα)的表达情况;用油红O染色脂滴观察染毒后细胞内脂滴的变化。预先使用自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3MA),PPARα抑制剂MK-886和牛磺酸处理后,用4μM的三氧化二砷处理LX-2细胞24小时。用Western blot法检测自噬水平,肝星状细胞激活状态和PPARα的表达水平;用油红O染色肝星状细胞内的脂滴观察其改变。结果:体内实验中,暴露于浓度为0,1,2,4 mg/L的三氧化二砷后,小鼠肝脏内的肝星状细胞中α-SMA表达显著升高,并伴随炎症反应和水肿。相比三氧化二砷最高染毒组,牛磺酸保护组中小鼠肝脏内的炎症反应和水肿被显著改善,并且肝星状细胞内α-SMA蛋白的升高有所下降;各染毒组和对照组相比,天狼星红染色结果显示各个组别之间无明显差异;Western blot结果显示自噬相关蛋白LC3-II的表达随着三氧化二砷的浓度的升高而升高,p62蛋白表达随着三氧化二砷的浓度增加而降低,而牛磺酸组相比三氧化二砷最高染毒组,LC3-II表达减少,p62表达增加。体外实验中,用不同浓度的三氧化二砷作用LX-2细胞系24小时,细胞存活率随三氧化二砷染毒的浓度的增加而降低;分别用0,1,2,4μM的三氧化二砷作用24小时,Western blot结果显示与对照组相比PPARα,α-SMA,Collagen-1,LC3-II表达升高,p62蛋白表达降低;油红O染色结果显示,随着三氧化二砷染毒剂量的增加,肝星状细胞内的脂滴丢失逐渐增加。Western blot结果显示,加入3MA和牛磺酸预处理后,相比最高染毒组(单纯暴露于三氧化二砷,浓度为4μM),α-SMA,Collagen-1,LC3-II表达明显降低。油红O染色结果显示,3MA和牛磺酸预处理组相比三氧化二砷最高染毒组,细胞内的脂滴明显增加。加入PPARα抑制剂MK886和牛磺酸预处理后,Western blot结果显示,相比三氧化二砷最高染毒组,LC3-II,α-SMA和Collagen-1的表达降低,p62蛋白表达升高。油红O染色结果显示,相比三氧化二砷最高染毒组,MK886和牛磺酸预处理组中的肝星状细胞内的脂滴明显增加。结论:三氧化二砷通过PPARα-自噬通路诱导肝星状细胞活化,牛磺酸具有一定的保护作用。