IGFBP7與胰島素抵抗關(guān)系的研究.pdf

1、隨著全球人類飲食熱量攝入增多、飲食結(jié)構(gòu)改變、體力活動減少及肥胖的流行，一組以胰島素抵抗、中心性肥胖、糖耐量降低或糖尿病、高血壓、血脂代謝紊亂等多種疾病的組合的癥候群，即“代謝綜合征”或“胰島素抵抗綜合征”出現(xiàn)并迅速增長起來。2003年美國報告人群中代謝綜合征的患病率約23％，2005年IDF估計全球代謝綜合征患者為25％，并將逐年遞增。代謝綜合征已成為嚴(yán)重危害人類健康的常見病和多發(fā)病。其中，胰島素抵抗是Ⅱ型糖尿病最主要的發(fā)生機(jī)制，并被普

2、遍認(rèn)為是促使高血壓、高血脂等疾病發(fā)生發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，成為代謝綜合征發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。胰島素抵抗是指機(jī)體分泌胰島素的絕對量正常甚至高于正常，但由于胰島素的正常生物學(xué)效應(yīng)減弱，使得為胰島素作用的靶器官，特別是肌肉、脂肪組織對葡糖糖的利用障礙，從而引起后續(xù)一系列的代謝紊亂。胰島素抵抗的發(fā)生、發(fā)展是一個涉及多基因、多步驟的復(fù)雜過程。環(huán)境和遺傳因素能夠削弱胰島素對外周組織的作用，進(jìn)而引起機(jī)體的胰島素抵抗。在研究胰島素抵抗/糖尿病發(fā)生機(jī)制過程中，

3、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白家族備受關(guān)注。目前共發(fā)現(xiàn)15個家族成員，已成功地克隆了IGFBPl-6并明確了它們的氨基酸序列，后續(xù)發(fā)現(xiàn)的IGFBP7-15有與傳統(tǒng)IGFBPl-6不同的特點(diǎn)：他們與IGF結(jié)合力較低。因此從IGFBP7開始的后續(xù)成員又有了屬于它們的新命名：IGFBP-rP，提示這些分子可能會有新的功能。1997年，Yamanaka等發(fā)現(xiàn)的胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白7(IGFBP7)與胰島素的結(jié)合能力顯著強(qiáng)于IGFBP1-6相比，高

4、達(dá)500倍，而IGFBP7和IGF-I、II的結(jié)合能力分別要弱5倍和20-25倍。1999年，我們實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用抑制性差減雜交法(SSH)構(gòu)建了結(jié)直腸腺癌相對正常粘膜(T-N)cDNA文庫，發(fā)現(xiàn)IGFBP7在結(jié)直腸腺癌中高表達(dá)。同時，也意外地發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌病人空腹血糖與結(jié)直腸癌組織IGFBP7的表達(dá)水平呈正相關(guān)。國外也有報道發(fā)現(xiàn)：未經(jīng)治療的Ⅱ型糖尿病患者有明顯的外周血血清IGFBP7聚集。因此，我們推測IGFBP7可能是一個涉及胰島素抵抗、Ⅱ

5、型糖尿病發(fā)生發(fā)展的重要基因。對IGFBP7與胰島素抵抗關(guān)系的深入研究，有助于我們了解IGFBP7在胰島素抵抗、糖尿病、代謝綜合征中的作用。
　　 本研究旨在探索IGFBP7在胰島素抵抗發(fā)生過程中具體的生物學(xué)效應(yīng)及分子機(jī)制。眾所周知，脂肪細(xì)胞分化和增殖的失常可導(dǎo)致胰島素抵抗。因此，我們以3T3-L1脂肪細(xì)胞建立胰島素抵抗模型，來觀察IGFBP7和胰島素抵抗的關(guān)系。首先誘導(dǎo)3T3-L1前體脂肪細(xì)胞分化，并利用油紅O染色法鑒定分化成熟

6、的3T3-L1脂肪細(xì)胞，接著將3T3-L1脂肪細(xì)胞與含1μg/m11GFBP7蛋白的10％FCS的DMEM培養(yǎng)液共孵育24h。隨后檢測了3T3-L1脂肪細(xì)胞脂聯(lián)素、GLUT4的表達(dá)及葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的情況。RT-PCR結(jié)果顯示：3T3-L1前體脂肪細(xì)胞不表達(dá)脂聯(lián)素，而3T3-L1脂肪細(xì)胞則高表達(dá)脂聯(lián)素，胰島素能促進(jìn)脂聯(lián)素的表達(dá)，而IGFBP7抑制3T3-L1脂肪細(xì)胞胰島素刺激的脂聯(lián)素的表達(dá)。免疫熒光結(jié)果顯示胰島素能促進(jìn)GLUT4的表達(dá)，但I(xiàn)G

7、FBP7抑制3T3-L1脂肪細(xì)胞胰島素刺激的GLUT4的表達(dá)。我們利用生化分析儀測定培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗量，發(fā)現(xiàn)IGFBP7抑制了3T3-L1脂肪細(xì)胞胰島素依賴的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)。證實(shí)了IGFBP7可以誘導(dǎo)3T3-L1脂肪細(xì)胞發(fā)生胰島素抵抗。對于IGFBP7作用的分子機(jī)制研究，利用基因芯片技術(shù)，篩選到IGFBP7作用的相關(guān)通路：MAPK通路和胰島素/IGF-I通路。Westem blot結(jié)果顯示IGFBP7(100ng/ml)能夠顯著降低胰島

8、素依賴的蛋白激酶AktSer473的磷酸化，而對胰島素依賴的蛋白激酶AktThr308的磷酸化沒有影響。同時胰島素和IGFBP7不影響ERK1/2、JNK和p38的磷酸化。因此，推測IGFBP7可能通過PI3K-Akt通路參與胰島素抵抗。
　　 通過以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出以下結(jié)論：⑴IGFBP7可以促進(jìn)3T3-L1前體脂肪細(xì)胞的增殖，證明其可能與肥胖相關(guān)。⑵IGFBP7抑制胰島素依賴的糖轉(zhuǎn)運(yùn)，降低胰島素依賴的脂聯(lián)素及GLUT4的表達(dá)