PPAR α-γ雙激動(dòng)劑西格列羧對(duì)胰島素抵抗和脂質(zhì)紊亂的改善作用及其作用機(jī)制研究.pdf

1、2型糖尿病(T2DM)是一種以高血糖、葡萄糖耐量異常、高胰島素血癥和脂質(zhì)紊亂為特點(diǎn)的慢性疾病。世界衛(wèi)生組織估計(jì)到2025年T2DM的人數(shù)將增加到3億。噻唑烷二酮類化合物(TZDs)可通過激活過氧化物增殖激活受體γ(PPARγ)控制血糖和增加胰島素敏感性，例如吡格列酮和羅格列酮。然而他們對(duì)脂質(zhì)紊亂無明顯作用，并且增加T2DM患者脂肪堆積和體重。另一方面，貝特類化合物如非諾貝特等可以很好的降低甘油三酯(TG)和增加高密度脂蛋白膽固醇(HDL

2、-C)，貝特類藥物主要激活PPARα而發(fā)揮作用。因此PPARα和PPARγ激動(dòng)劑都有益于T2DM病人。 PPARs屬于核受體超家族，參與脂質(zhì)調(diào)節(jié)、脂肪生成和血糖控制。共有三種亞型：α、δ(β)和Y。其中PPARα主要表達(dá)在肝臟，負(fù)責(zé)參與游離脂肪酸(FFA)氧化相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄；PPARγ主要表達(dá)在白色脂肪組織，參與脂防酸攝取和脂肪儲(chǔ)存的基因的轉(zhuǎn)錄。在骨骼肌PPARα和PPARγ都有表達(dá)，只不過表達(dá)量低。 導(dǎo)致T2DM病人致

3、死和致殘的主要原因是其并發(fā)癥如心血管疾病。因此，研究和開發(fā)既可以治療高血糖又可以改善脂質(zhì)紊亂的藥物很重要。理論上，PPARα/Y雙激動(dòng)劑可以很好的改善T2DM患者的糖脂代謝紊亂如高血糖，胰島素抵抗，脂質(zhì)紊亂。本論文的研究目的就是評(píng)價(jià)一個(gè)新的PPARα/γ雙激動(dòng)劑對(duì)MSG肥胖大鼠和自發(fā)性2型糖尿病KKAy小鼠的胰島素抵抗和脂質(zhì)紊亂的改善作用，并對(duì)其機(jī)制進(jìn)行研究。 第一部分：PPARα/γ雙激動(dòng)劑西格列羧的體外研究通過報(bào)告基因分析實(shí)

4、驗(yàn)，西格列羧可激活PPARα和PPARY，它的PPARY激活作用小于羅格列酮而大于吡格列酮；PPARα的激活作用強(qiáng)于羅格列酮、吡格列酮，也強(qiáng)于選擇性PPARα激動(dòng)劑WY14643。還發(fā)現(xiàn)西格列羧促進(jìn)小鼠前脂肪細(xì)胞的分化和HepG2的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)。這些結(jié)果都提示了西格列羧在體內(nèi)可能改善胰島素抵抗、脂質(zhì)紊亂和高血糖。 第二部分：西格列羧對(duì)MSG肥胖大鼠胰島素抵抗及脂質(zhì)紊亂的作用及其機(jī)制 研究MSG肥胖大鼠主要表現(xiàn)為肥胖、脂質(zhì)紊

5、亂、胰島素和糖耐量異常。研究表明西格列羧改善MSG肥胖大鼠受損的胰島素和糖耐量，降低高胰島素血癥和胰島素抵抗指數(shù)，增加胰島素敏感指數(shù)。提示了西格列羧改善MSG肥胖大鼠的機(jī)體胰島素抵抗。同時(shí)西格列羧在正常血糖－高胰島素鉗夾實(shí)驗(yàn)中升高葡萄糖輸注速率(GIR)，抑制丙氨酸糖異生，減少脂肪細(xì)胞大小。因此西格列羧對(duì)MSG肥胖大鼠肌肉、肝臟和脂肪組織的胰島素抵抗都有改善作用。利用免疫組織化學(xué)的方法，發(fā)現(xiàn)西格列羧增加肌肉組織中IRS1和GLUT4含量

6、、脂聯(lián)素的轉(zhuǎn)錄水平，增加肝臟和脂肪組織IRS1的水平，這些可能是西格列羧增加胰島素敏感性的分子機(jī)制。研究還發(fā)現(xiàn)西格列羧降低MSG肥胖大鼠胰腺中脂肪堆積和纖維化，增加胰島的大小 第三部分：西格列羧對(duì)自發(fā)性2型糖尿病KKAy糖尿病小鼠胰島素抵抗及脂質(zhì)紊亂的作用及初步機(jī)制研究 KKAy小鼠是自發(fā)性T2DM動(dòng)物模型，主要特點(diǎn)表現(xiàn)在高血糖、脂質(zhì)紊亂、肥胖、胰島素和糖耐量異常。在我們的研究中西格列羧可明顯改善KKAy小鼠受損的胰島素

7、和糖耐量，降低高血糖、高胰島素血癥，增加胰島素敏感指數(shù)和降低胰島素抵抗指數(shù)。提示了西格列羧可以改善KKAy小鼠系統(tǒng)胰島素抵抗。同時(shí)西格列羧可以通過減少脂肪細(xì)胞的大小改善脂肪組織的胰島素抵抗，但是西格列羧對(duì)肝臟的胰島素抵抗沒有改善作用。除了胰島素增敏作用，西格列羧還改善KKAy小鼠的脂質(zhì)紊亂，在RT-RCR實(shí)驗(yàn)中，西格列羧有增加肝臟CPT1表達(dá)的趨勢(shì)，因此我們推測(cè)PPARα的激活作用參與了西格列羧的降脂機(jī)制。與PPARγ激動(dòng)5劑不同，西格

8、列羧不增加KKAy小鼠的體重。還發(fā)現(xiàn)西格列羧改善KKAy小鼠胰腺形態(tài)學(xué)，增加胰島中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體2(GLUT2)含量。 第四部分：MSG肥胖大鼠代謝綜合癥特征評(píng)價(jià)以及PPARα激動(dòng)劑和PPARγ激動(dòng)劑對(duì)其的影響 代謝綜合癥也稱為X綜合癥、胰島素抵抗綜合癥。指在一個(gè)體中出現(xiàn)糖耐量受損、中心性肥胖、脂質(zhì)紊亂和高血壓。以前的研究和本論文第二部分都表明了MSG肥胖大鼠具有胰島素抵抗、糖耐量異常、中心性肥胖和脂質(zhì)紊亂。但是從來就沒有

9、提出其可作為代謝綜合癥的動(dòng)物模型。本部分分析了MSG肥胖大鼠血流動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其動(dòng)脈收縮壓、動(dòng)脈舒張壓、平均動(dòng)脈壓和左心室收縮壓明顯高于正常動(dòng)物。具有代謝綜合癥的四個(gè)主要方面。提出MSG肥胖大鼠可作為研究代謝綜合癥的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，并利用雙相電泳找出MSG肥胖大鼠肝臟的差異蛋白。 發(fā)現(xiàn)，PPARγ激動(dòng)劑羅格列酮改善MSG肥胖大鼠的胰島素抵抗和高血壓；PPARα激動(dòng)劑非諾貝特明顯降低血胰島素水平但對(duì)胰島素抵抗和高血壓無改善

10、作用。因此我們提出推測(cè)非諾貝特可能降低MSG肥胖大鼠胰島β細(xì)胞胰島素分泌。并推斷在論文的第二部分，西格列羧改善MSG肥胖大鼠胰島素敏感性主要通過PPARγ的激活作用。為了研究非諾貝特減低胰島素分泌的機(jī)制，我們檢測(cè)了胰腺的形態(tài)學(xué)和胰腺中胰島素、GLUT2和解耦聯(lián)蛋白2(UCP2)的水平。結(jié)果表明非諾貝特明顯增加胰島的體積，但對(duì)與胰島素分泌相關(guān)的蛋白GLUT2和UCP2無影響。所以還需要進(jìn)一步的研究。 總之，西格列羧具有PPARα和