醛糖還原酶通過調控肝代謝性核受體PPARα的磷酸化及活性影響脂質穩(wěn)態(tài).pdf

1、醛糖還原酶( aldose reductase，AR)在糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展過程中扮演了重要的角色，但其機制尚未完全闡明。在本項研究中，我們利用細胞模型和動物模型，就AR對肝臟過氧化物酶體增殖物激活受體僅(peroxisomeproliferator-activated receptorα，PPARα)轉錄活性和脂質代謝的影響進行了一系列的體內(nèi)體外研究。 我們首先構建了AR表達載體pFLAG-mAR，將此質粒和含過氧化物酶體增

2、殖物反應元件(peroxisome proliferator response element，PPRE)的熒光素酶報告質粒PPRE-tk-Luc共轉染進AML12小鼠肝細胞中，并在反應體系中用PPARy的拮抗劑G3335抑制PPARy的轉錄活性。我們利用這樣一個系統(tǒng)研究了AR過量表達對PPARα/δ的轉錄活性的影響。我們的結果顯示，AR在AML12小鼠肝細胞的過量表達強烈地抑制了PPARα/δ的轉錄活性(74％，P<0.001)，而在

3、培養(yǎng)基中加入AR抑制劑zopolrestat可以使AR過量表達誘導的PPARα/δ轉錄活性的下降得到顯著的改善。與此同時，RT-PCR半定量分析結果顯示，AR誘導的PPARα/δ轉錄活性的下降伴隨著?；o酶A氧化酶(acyl-CoA oxidase，ACO)和肉堿棕櫚酰轉運酶.1(camitine palnutoyl transferase-1，CPT-1)的mRNA表達水平的下降(ACO下降34.3％，P<0.01； CPT-1下降2

4、3.3％，P<0.05)。ACO和CPT-1是PPARα的兩個靶標基因，與脂肪酸氧化密切相關。這些結果提示，AR參與了對PPARα轉錄活性的調控，進而影響了脂質代謝。更進一步地，利用Western blot，我們證明了AR的過量表達顯著地增加了PPARα，的磷酸化水平，其中第12位絲氨酸殘基磷酸化增加了2.2倍(P<0.001)，第21位絲氨酸殘基磷酸化增加了2.1倍(P<0.05)，而磷酸化的增加伴隨著轉錄活性的下降。與PPARα磷酸

5、化水平的提高相對應，細胞外信號調節(jié)激酶ERK1和ERK2的磷酸化也分別增加了14倍(P<0.001)和4.1倍(P<0.01)，提示ERK-MAPK信號轉導通路可能介導了PPARα的磷酸化。與此相呼應，ERK1/2抑制劑的處理使得AR誘導的PPARα轉錄活性的抑制被顯著改善(達到對照的78％，P<0.001)，而PI3K、p38、JNK及PKC抑制劑處理則沒有此作用。特別重要的是，用25 mM濃度的葡萄糖處理AML12細胞也獲得了與上述

6、效應相似的結果。與在5 mM葡萄糖濃度下培養(yǎng)相比，25 mM葡萄糖的處理使得AML12細胞的AR的表達顯著上調，同時引起PPARa/8轉錄活性下降和ERK1/2及PPARα的磷酸化程度顯著增加。用AR siRNA抑制AR表達后，25 mM葡萄糖濃度處理下的AML12中PPARα的磷酸化程度顯著降低。 我們采用腹腔注射鏈脲佐菌素(streptozotoxin，STZ)在C57BL/6小鼠中誘導I型糖尿病。在STZ-糖尿病小鼠中，A

7、R抑制劑處理或敲除AR基因，導致肝組織ERK1/2和PPARα的去磷酸化，而且AR抑制劑處理使ACO的mRNA水平顯著上升(44％，P<0.01)，載脂蛋白ApoC3的mRNA水平顯著下降(34.8％，P<0.01)。與此同時，血甘油三酯(TG)和游離脂肪酸水平也顯著下降。另一方面，在II型糖尿病小鼠模型db/db小鼠中，AR抑制劑的處理也導致肝組織ERK1/2和PPARα顯著的去磷酸化，同時伴隨著ACO和載脂蛋白ApoA5的mRNA水