脂素Lipin-1在肝臟胰島素抵抗中的作用探討.pdf

1、隨著2型糖尿病和肥胖的發(fā)病率逐漸升高，相關(guān)的治療方法也有了新的挑戰(zhàn)。2型糖尿病是一種多基因的疾病，在某些基因類型中存在很高的發(fā)病率。而與肥胖相關(guān)的疾病包括2型糖尿病的發(fā)生存在環(huán)境因素，現(xiàn)代生活中高熱量飲食和體力勞動(dòng)減少是主要原因。
　　 AMPK(AMP-activated protein kinase AMP活化蛋白激酶)是一種細(xì)胞內(nèi)能量代謝調(diào)節(jié)因子，其最主要的生物學(xué)效應(yīng)是通過感受胞漿的AMP/ATP比值的變化，調(diào)節(jié)脂肪酸的氧

2、化代謝。運(yùn)動(dòng)、缺氧、能量缺乏以及其激活劑均可激活A(yù)MPK。AMPK磷酸化后，使乙酰輔酶A羧化酶(Acctyl.CoA Carboxylase，ACC)磷酸化失活，降調(diào)胞漿內(nèi)丙二酰輔酶A(Malonyl.CoA)的含量，丙二酰輔酶A是脂肪酸氧化的關(guān)鍵酶一肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶(CPT1)的生理性抑制劑。胞漿內(nèi)丙二酰輔酶A含量的降低，解除了其對(duì)CPT1的抑制作用，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)脂肪酸的氧化供能。目前認(rèn)為，AMPK是胰島素敏感性的一種正調(diào)節(jié)因子，除調(diào)節(jié)

3、機(jī)體能量代謝外，AMPK也參與機(jī)體胰島素敏感性的調(diào)節(jié)，AMPK過表達(dá)或AMPK特異性激活劑均具有胰島素增敏效應(yīng)。AMPK在肝臟、骨骼肌、脂肪細(xì)胞中均有重要的作用。
　　 脂肪組織可以產(chǎn)生很多脂肪因子如瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素、內(nèi)膜素等，均可以調(diào)節(jié)胰島素敏感性，在糖脂代謝中起到重要的作用。2001年利用基因定位克隆技術(shù)在fld突變小鼠中發(fā)現(xiàn)的新基因Lpin1(Entrez GeneID14245)可以合成98 kDa蛋白，命名為Lip

4、in1。Lipin1mRNA主要表達(dá)于脂肪組織、肝臟和骨骼肌。Lipin1在糖脂合成和基因調(diào)節(jié)過程中有重要的作用，其作用障礙可以導(dǎo)致脂肪萎縮、肌紅蛋白尿癥等疾病。Lipin1缺乏的小鼠外周以及內(nèi)臟脂肪組織不發(fā)育，而高表達(dá)lipin1的轉(zhuǎn)基因小鼠脂源性基因表達(dá)增加，脂肪儲(chǔ)存增加。小鼠的研究提示lipin1基因表達(dá)與肥胖和胰島素抵抗負(fù)相關(guān)。已經(jīng)證明lipin1存在于肝臟細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)以及細(xì)胞漿內(nèi)，F(xiàn)linck證明在lipin1對(duì)于

5、肝臟脂肪酸氧化基因的活化是必須的。Lipin1直接與核內(nèi)PPARr的核內(nèi)受體作用，同時(shí)作用于PGC-1協(xié)活化因子，調(diào)節(jié)脂肪酸氧化基因的表達(dá)。這些研究都表明lipin1調(diào)節(jié)肝臟基因的表達(dá)有重要作用。
　　 目的：
　　 1.選擇正常人群以及新診斷2型糖尿病患者，觀察lipin1血清水平與胰島素抵抗的關(guān)系。
　　 2.觀察高脂飼養(yǎng)對(duì)大鼠體重、血糖、胰島素水平的影響，及對(duì)血脂的影響。觀察長期高脂環(huán)境下，大鼠肝臟AMPK

6、a、磷酸化AMPKa活性和lipin1基因及蛋白表達(dá)的改變。
　　 臨床研究方法：
　　 選擇2009年到2010年份內(nèi)分泌科門診和病房的192例患者，分為兩組，其中107例是血糖正常組，85例為新發(fā)糖尿病組，根據(jù)BMI值，各個(gè)組又分為正常體重組(NW)(BMI<25 kg/㎡和超重/肥胖組(OW/OB)(EIMI>=25 kg/㎡)，測(cè)量體重指數(shù)、腰臀比、血壓等，空腹10～12小時(shí)后抽血采集樣本，離心取血清后放在-80

7、℃冰箱中，測(cè)量空腹血糖、胰島素、血脂、Lipin1、瘦素、脂聯(lián)素等指標(biāo)。進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　 結(jié)果：
　　 1.與正常對(duì)照組相比，新診斷2型糖尿病患者血清lipin1水平降低，脂聯(lián)素水平降低，瘦素水平升高。校正了年齡、性別、體重指數(shù)等因素后仍存在。在同一組別中，肥胖/超重患者的lipin1水平顯著低于正常體重者。
　　 2.在兩組中，相關(guān)分析顯示，血清lipin1水平與體重指數(shù)、腰臀比、胰島素抵抗指數(shù)、空腹胰島

8、素、瘦素、空腹血糖、甘油三酯、尿酸等指標(biāo)負(fù)相關(guān)，與脂聯(lián)素正相關(guān)。
　　 3.多元逐步回歸分析結(jié)果示胰島素抵抗指數(shù)、甘油三酯是lipin1的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。
　　 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法：
　　 大鼠分組及飼養(yǎng)：雄性Wistar大鼠24只，適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后，按體重隨機(jī)分為2組：對(duì)照(Contr01)組(C組)12只，給予大鼠食用的標(biāo)準(zhǔn)飼料，高脂飼養(yǎng)組12只，給予高脂飲食，22％脂肪，48％碳水化合物，20％蛋白質(zhì)，總熱量為44

9、.3 KJ/kg。自由進(jìn)水進(jìn)食，12h光照，室溫18～25℃，相對(duì)濕度55％～80％。實(shí)驗(yàn)組喂養(yǎng)3個(gè)月后，應(yīng)用空腹腹腔注射STZ(由Sigma公司提供，溶于0.1 mol/L枸櫞酸枸櫞酸鈉緩沖液中，pH4.3)28 mg/kg.注射3 d后，上午8時(shí)空腹尾靜脈采血測(cè)量血糖，血糖≥11.1 mol/L/入組。
　　 采集血樣：空腹采集血樣，監(jiān)測(cè)大鼠體重和血糖水平；抽血檢查大鼠的空腹胰島素、甘油三酯、膽固醇以及血清lipin1水平。

10、
　　 大鼠肝臟AMPKa、磷酸化AMPKa、lipin1基因和蛋白表達(dá)水平檢測(cè)：分別取兩組大鼠肝臟100 mg放入EP管中置于-80℃冰箱中保存，RT-Real time PCR檢測(cè)肝臟AMPKαI亞基、AMPKα2亞基和Lipin1的mRNA水平；Western Blot檢測(cè)AMPKα亞基、磷酸化AMPKα亞基(P-AMPKα)和lipin1的蛋白水平。
　　 結(jié)果：
　　 1.胰島素抵抗的評(píng)價(jià)：HF組大鼠與

11、對(duì)照組比較，體重、空腹血糖、空腹胰島素水平顯著增高。提示在機(jī)體水平上提示高脂組大鼠發(fā)生胰島素抵抗。
　　 2.大鼠血清和肝組織中甘油三酯和膽固醇水平變化：HF組大鼠與對(duì)照組比較，血清甘油三酯和膽固醇均顯著增高；提示長期高脂環(huán)境可導(dǎo)致脂代謝紊亂和肝臟胰島素抵抗。
　　 3.與對(duì)照組相比，HF組P-AMPKa蛋白表達(dá)水平明顯降低；提示長期高脂喂養(yǎng)可顯著降低大鼠肝臟磷酸化AMPKa活性。肝臟AMPKα1、AMPKα2mRNA以

12、及蛋白表達(dá)降低不顯著，與對(duì)照組比較，HF組肝臟中l(wèi)ipin1RNA表達(dá)水平以及蛋白表達(dá)顯著減少。HF組P-AMPKa蛋白和Lipin1表達(dá)水平顯著降低。
　　 結(jié)論：
　　 1.新診斷2型糖尿病患者血清lipin1水平降低，與胰島素抵抗相關(guān)。Lipin1在胰島素抵抗的發(fā)生過程中可能起到一定的作用。
　　 2.高脂環(huán)境可誘導(dǎo)大鼠胰島素抵抗，導(dǎo)致脂毒性發(fā)生。
　　 3.高脂環(huán)境可降低大鼠肝臟磷酸化AMPKα活