PTEN、FoxO3a與PI3K-Akt通路在胰島素抵抗發(fā)生機制中所起作用的實驗研究.pdf

1、目的 磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)-Akt通路為胰島素的主要信號傳導(dǎo)通路，發(fā)生胰島素抵抗時PI3K-Akt通路活性降低。PTEN(phosphatase andtensin homologue deleted on chromosome 10)是一種脂質(zhì)磷酸酶，最初是作為一種腫瘤抑制因子而被發(fā)現(xiàn)，是一個很有效的PI3K-Akt通路的負(fù)性調(diào)節(jié)因子。FoxO蛋白是一種轉(zhuǎn)錄

2、因子，是PI3K-Akt通路激活后的一個下游因子，F(xiàn)oxO可直接影響PI3K-Akt通路的最后效應(yīng)即糖代謝。但目前國內(nèi)外尚無胰島素抵抗時胰島素敏感組織PTEN及FoxO3a蛋白表達的報道。因此本研究主要觀察胰島素抵抗KKAy糖尿病小鼠胰島素敏感組織肝、骨骼肌及脂肪組織胰島素刺激后Aktser473磷酸化水平、PTEN、FoxO3a蛋白的表達以及羅格列酮及二甲雙胍治療后上述蛋白表達的變化，從而探討PTEN、FoxO3a與PI3K-Akt通

3、路活性在胰島素抵抗機制中的作用。 方法 實驗動物分為C57BL/6J小鼠普通飼料喂養(yǎng)組、C57BL/6J小鼠高脂飼料喂養(yǎng)組、KKAy糖尿病小鼠未治療組、KKAy糖尿病小鼠羅格列酮治療組以及KKAy糖尿病小鼠二甲雙胍治療組。C57BL/6J小鼠普通飼料組普通飼料喂養(yǎng)至16-18周齡，處死取材；C57BL/6J高脂飼料喂養(yǎng)組普通飼料喂養(yǎng)至12周，隨后高脂喂養(yǎng)4周后處死取材；KKAy小鼠普通飼料喂養(yǎng)至12周齡，隨后高脂飼料喂養(yǎng)

4、4周，尾靜脈血測末梢血糖，連續(xù)兩周隨機血糖大于300mg/dl(16.7mmol/L)診斷為糖尿??；KKAy糖尿病小鼠組未治療組在診斷為糖尿病后即處死取材；KKay糖尿病小鼠治療組分別給予羅格列酮(12.5 mg/kg/day)以及二甲雙胍(3.0g/kg/day，分兩次灌胃)治療4周后處死取材。實驗動物均在處死前空腹12h，每組動物分別隨機分為未用胰島素處理組及胰島素處理組，未用胰島素處理組小鼠尾靜脈血測空腹血糖(fasting bl

5、ood glucose，F(xiàn)BG)，眼內(nèi)疵靜脈取血，留取血清ELISA法測定血胰島素后處死；胰島素處理組胰島素處理前后尾靜脈取血測血糖，腹腔注射胰島素(5mU/g)]后10分鐘處死小鼠。各組小鼠在處死后即取肝組織、股四頭肌及附睪脂肪墊，組織樣本加組織裂解液，高速離心取上清-70℃保存，取等量組織蛋白樣本進行western blots檢測組織PTEN、FoxO3a及磷酸化Akt水平，圖像數(shù)據(jù)用SPSS12.0軟件，多組比較采用方差分析，組間

6、比較采用q檢驗。 結(jié)果 FBG及空腹胰島素C57BL/6J小鼠高脂飼料喂養(yǎng)組FBG(7.13±1.30mmol/L)及空腹胰島素(0.60±0.33ng/ml)與普通飼料喂養(yǎng)組FBG(6.06±0.34mmoll/L)及空腹胰島素(0.64±0.34ng/ml)相比無顯著差異(P均>0.05)；KKAy糖尿病小鼠FBG(10.30±2.58mmol/)及空腹胰島素(6.00±1.79ng/ml)，較C57BL/6J小鼠普

7、通及高脂飼料喂養(yǎng)組均明顯升高(P均<0.001)；羅格列酮治療組FBG(6.76±1.39mmol/L)(P<0.01)及二甲雙胍治療組FBG(5.80±1.50mmol/L)(P<0.001)與KKAy糖尿病小鼠組相比均明顯下降，空腹胰島素水平羅格列酮治療組(2.74±1.74ng/ml)(P<0.05)以及二甲雙胍治療組(2.40±1.1ng/ml)(P<0.01)與KKAy糖尿病小鼠組相比也均明顯下降；羅格列酮治療組以及二甲雙胍治

8、療組FBG明顯下降至C57BL/6J普通飼料及高脂飼料喂養(yǎng)組水平(P均>0.05)。羅格列酮治療組以及二甲雙胍治療組空腹胰島素亦明顯下降，與C57BL/6J高脂飼料喂養(yǎng)組無差異(P均>0.05)，但未降至C57BL/6J普通飼料喂養(yǎng)組水平(P均<0.05)。 胰島素刺激后Aktsor473磷酸化水平C57BL/6J小鼠高脂飼料喂養(yǎng)組胰島素刺激后Aktser473磷酸化升高水平肝(4.57±0.38倍)、骨骼肌(4.74±0.60

9、倍)及脂肪組織(4.56±0.68倍)與C57BL/6J小鼠普通飼料喂養(yǎng)組胰島素刺激后肝(4.67±0.55倍)、骨骼肌(4.82±0.22倍)及脂肪組織(4.92±0.41)Aktser473磷酸化升高水平無顯著差異(P均>0.05)，KKAy糖尿病小鼠胰島素刺激后Aktser473磷酸化升高水平肝(2.46±0.65倍)、骨骼肌(2.29±0.56倍)及脂肪組織(2.50±0.14倍)較C57BL/6J普通飼料及高脂喂養(yǎng)組喂養(yǎng)組相比

10、均顯著降低(P均<0.001)。KKAy糖尿病小鼠羅格列酮胰島素刺激后Aktser473磷酸化升高水平肝(2.7±0.26倍)、骨骼肌(2.65±0.40倍)及脂肪組織(2.54±0.60倍)以及二甲雙胍治療后胰島素刺激后Aktser473磷酸化升高水平肝(2.56±0.18倍)、骨骼肌(2.40±0.31倍)及脂肪組織(1.99±0.44倍)與KKAy糖尿病小鼠相比無顯著變化(P均>0.05)。 PTEN蛋白C57BL/6J小鼠高脂喂

11、養(yǎng)組骨骼肌組織PTEN的蛋白水平(0.59±0.26)較C57BL/6J小鼠普通飼料喂養(yǎng)組(0.18±0.19)顯著升高(P<0.05)，C57BL/6J小鼠高脂喂養(yǎng)組PTEN蛋白水平肝(6.27±1.10)及脂肪組織(2.85±0.59)與C57BL/6J小鼠普通飼料喂養(yǎng)組肝(5.97±1.23)及脂肪組織(2.55±0.42)相比無顯著差異(P均>0.05)； KKAy糖尿病小鼠肝(13.37±0.28)、骨骼肌(1.08±0.14

12、)及脂肪組織(4.92±1.74)PTEN蛋白的表達較C57BL/6J小鼠均顯著升高(P均<0.001)；PTEN蛋白水平羅格列酮治療后肝(15.690±1.06)、骨骼肌(1.13±0.21)及脂肪組織(5.50±0.95)以及二甲雙胍治療后肝(14.97±0.87)、骨骼肌(1.07±0.18)及脂肪組織(5.39±0.72)與KKAy糖尿病小鼠相比無變化(P均>0.05)。 FoxO3a蛋白KKAy糖尿病小鼠脂肪組織Fox

13、O3a蛋白水平(1.76±0.14)明顯高于C57BL/6J小鼠普通飼料喂養(yǎng)(1.15±0.10)及高脂飼料喂養(yǎng)組(1.09+0.13)(P均<0.05)，KKAy糖尿病小鼠羅格列酮治療后(1.43±0.22)和二甲雙胍治療后(1.59±0.18)脂肪組織FoxO3a的蛋白水平KKAy糖尿病小鼠對照相比沒有統(tǒng)計學(xué)差別(P均>0.05)。 結(jié)論 KKAy小鼠短期高脂喂養(yǎng)可以較好的模擬人類2型糖尿病發(fā)病過程；發(fā)生胰島素抵抗時