細胞色素P450表氧化酶2J3基因過表達治療小鼠2型糖尿病的作用及其機制.pdf

1、研究背景和目的
　　 目前研究認為，花生四烯酸（Arachidonic acid, AA）是機體內多種重要的生物活性物質的前體。磷脂酶A2在各種生理性刺激作用下，脂解細胞膜磷脂釋放出AA，AA被三種不同的酶途徑進行代謝，即環(huán)氧化酶途徑，脂氧化酶途徑以及細胞色素P450表氧化酶途徑。細胞色素P450（Cytochrome P450，CYP）表氧化酶代謝AA生成四種不同的環(huán)氧-二十碳三烯酸(Epoxyeicosatrienoic a

2、cids, EETs)，分別為5,6-EET, 8,9-EET, 11,12-EET與14,15-EET。 可溶性表氧化水解酶(Soluble epoxide hydrolase, Seh)是代謝EETs的主要酶類之一，EETs經(jīng)Seh代謝生成相應的二羥基-20碳三烯酸(Dihydroxyeicosatrienoic acids, DHET)，其生物學活性明顯減弱。
　　 許多研究證據(jù)表明CYP表氧化酶-EETs系統(tǒng)在心血管系統(tǒng)

3、的穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要的生物學作用。EETs具有強大的舒張血管的功能，舒張血管的機制是通過激活BKCa2+引起血管平滑肌細胞超極化進而導致血管舒張，另外至少一部分是通過激活Enos，促進NO釋放發(fā)揮作用的；AA表氧化酶代謝產物EETs促進內皮細胞增殖與新生血管形成，其可能的機制是通過激活MAPK與PI3K/AKT信號通路，至少在一定程度上，Enos/NO信號通路也發(fā)揮了重要的作用。EETs通過激活MAPK，PKC，PI3K/AKT信號通路上調

4、內皮細胞Enos的表達。CYP表氧化酶過表達，接下來增加EETs的生物合成，顯著抑制了TNF-α誘導的內皮細胞凋亡，其可能的機制是通過抑制MAPK的去磷酸化，以及激活PI3K/AKT信號通路。EETs還具有抑制炎癥保護血管內皮細胞的生物學功能。目前研究證明，應用Seh的特異性抑制劑抑制其生物活性后，Seh抑制劑對心血管系統(tǒng)與其他系統(tǒng)具有顯著的保護作用，比如，舒張血管，降低血壓；抑制高血壓導致的腎臟損傷；抑制缺血誘導的腦損傷與血管損傷；抑

5、制心肌缺血再灌注損傷；抑制心肌肥厚等等。
　　 糖尿病(Diabetes mellitus, DM)是一種慢性進行性疾病，包括1型DM，2型DM，妊娠期糖尿病以及其他特殊類型的DM。在DM患者中90％以上為2型DM，其發(fā)病率逐年增加，其中體重增加和或肥胖是這類患者的突出表現(xiàn)，其主要病理生理問題是胰島素抵抗(Insulin resistance, IR)和b細胞功能衰竭，并導致心腦血管系統(tǒng)和腎臟等多種嚴重并發(fā)癥，甚至死亡，給家庭和

6、社會帶來沉重的經(jīng)濟負擔。研究結果表明CYP表氧化酶，EETs與DHET在IR，脂肪酸β氧化與DM的發(fā)生機制中具有重要的作用。但是CYP2J3過表達能否改善胰島素抵抗，提高外周組織對胰島素的敏感性，能否保護胰島b細胞功能，進而起到延緩2型糖尿病進展的作用，目前尚無文獻報道。
　　 在本研究中，我們假設過表達CYP2J3基因，接下來EETs的產生增加，在改善IR，提高胰島β細胞功能，延緩DM的進展中具有重要的保護作用。因此，在db/

7、db 2型DM小鼠模型中，研究CYP2J3基因治療對IR與DM的影響以及可能的分子機制，并在體外研究外源性EETs對NIT-1細胞增殖，胰島素分泌能力，與抗損傷的影響以及可能的分子機制，旨在從整體動物水平和細胞水平明確CYP2J3-EETs系統(tǒng)是否能夠改善胰島素抵抗，提高外周組織對胰島素的敏感性，以及是否能夠保護胰島β細胞功能，進一步明確CYP2J3-EETs系統(tǒng)是否能夠延緩2型糖尿病的進展。
　　 一、體內實驗細胞色素P450

8、表氧化酶2J3基因過表達改善db/db 2 型糖尿病小鼠胰島素抵抗的作用及其機制；
　　 二、體外實驗 外源性EETs促進NIT-1細胞增殖與胰島素分泌的作用及其機制；
　　 三、體外實驗 外源性EETs抑制TNF-α誘導的NIT-1細胞凋亡的作用及其機制。
　　 結論
　　 1.CYP2J3基因成功的在C57BL/6與db/db小鼠體內表達，并發(fā)揮其生物學作用將花生四烯酸代謝為EETs。
　　

9、2.CYP2J3基因過表達改善了db/db 2型糖尿病小鼠的胰島素抵抗，其分子機制可能是CYP2J3激活了IRS-1/PI3K/AKT/Enos與AMPK信號通路，提示EETs是一種內源性的胰島素增敏劑。
　　 3.外源性EETs通過激活MAPK與PI3K/AKT信號通路促進NIT-1細胞增殖與抑制TNF-α誘導的NIT-1細胞凋亡。
　　 4.外源性EETs促進了高糖負荷后NIT-1細胞胰島素的分泌。
　　 5