SIRT1在改善高脂飲食誘導(dǎo)的胰島素抵抗模型中的作用及其機(jī)制研究.pdf

1、第一部分: SIRT1激動(dòng)劑白藜蘆醇對高脂飲食大鼠骨骼肌脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和線粒體脂質(zhì)氧化功能的影響及其改善胰島素抵抗的機(jī)制研究
　　目的:高脂飲食與骨骼肌脂質(zhì)代謝紊亂及胰島素抵抗密切相關(guān)。SIRT1的天然激動(dòng)劑白藜蘆醇具有改善嚙齒類動(dòng)物胰島素敏感性的作用,但其潛在機(jī)制目前尚未明確。因此本研究擬用SIRT1激動(dòng)劑白藜蘆醇干預(yù)高脂飲食大鼠,提高SIRT1表達(dá)水平及活性,并觀察白藜蘆醇對高脂飲食誘導(dǎo)的胰島素抵抗大鼠骨骼肌脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)及線粒體脂質(zhì)氧化

2、功能的影響,并探討其內(nèi)在機(jī)制。
　　方法:8周齡SD大鼠隨機(jī)分為3組,即普通飲食8周組(NC8組)、高脂飲食8周組(HF8組)及白藜蘆醇干預(yù)高脂飲食8周組(HF8E組);觀察各組大鼠系統(tǒng)及骨骼肌胰島素敏感性、線粒體生物發(fā)生相關(guān)基因的表達(dá)及骨骼肌脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的變化,同時(shí)評價(jià)各組大鼠骨骼肌肌膜下(subsarcolemmal,SS)線粒體及肌纖維間(intermyofibrillar,IMF)線粒體檸檬酸合酶、電子傳遞鏈及線粒體β氧化關(guān)鍵

3、酶的活性。
　　結(jié)果:高脂飲食的大鼠表現(xiàn)出明顯的系統(tǒng)及骨骼肌胰島素抵抗伴骨骼肌內(nèi)脂質(zhì)異位沉積。SIRT1蛋白表達(dá)及活性和線粒體生物發(fā)生相關(guān)基因的表達(dá)均大大降低,而骨骼肌脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因FAT/CD36的表達(dá)明顯增加(p<0.05)。SS線粒體檸檬酸合酶、電子傳遞鏈及線粒體β氧化關(guān)鍵酶的活性均大大降低,而IMF線粒體則無明顯改變。相反,白藜蘆醇干預(yù)明顯改善高脂飲食誘導(dǎo)的骨骼肌內(nèi)脂質(zhì)沉積及胰島素抵抗,增加SIRT1及線粒體生物發(fā)生的水

4、平,逆轉(zhuǎn)SS線粒體檸檬酸合酶及電子傳遞鏈的活性下降。更重要的是,盡管FAT/CD36的表達(dá)有所增加(11％;p<0.05),但SS線粒體β氧化關(guān)鍵酶的活性表現(xiàn)出更大的增加(41～67％;p<0.05)。
　　結(jié)論:本研究表明SIRT1激動(dòng)劑白藜蘆醇能增加SIRT1的表達(dá)及活性,通過改善骨骼肌脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與SS線粒體的β氧化的平衡從而大大增加高脂飲食大鼠的胰島素敏感性。因此,在一定程度上反映出SIRT1在改善高脂飲食胰島素抵抗中的作用及

5、其內(nèi)在機(jī)制。
　　第二部分:骨骼肌SIRT1特異性過表達(dá)對高脂飲食大鼠線粒體復(fù)合體和氧化、抗氧化水平的影響及其改善胰島素抵抗的內(nèi)在機(jī)制
　　目的:骨骼肌線粒體生物發(fā)生和功能損傷與胰島素抵抗密切相關(guān)。SIRT1具有改善胰島素抵抗的作用,但其是否直接通過骨骼肌起作用目前尚未明確,且此作用在活體哺乳動(dòng)物的器官水平例如骨骼肌尚未見報(bào)道。因此,擬在活體用SIRT1特異性轉(zhuǎn)染骨骼肌,并觀察SIRT1過表達(dá)對高脂飲食大鼠SS及IMF線粒體

6、不同功能的影響,并探討其改善胰島素敏感性的內(nèi)在機(jī)制。
　　方法: SD大鼠經(jīng)正常或高脂喂養(yǎng)8周后,高脂飲食大鼠骨骼肌特異性地轉(zhuǎn)染SIRT1以增加SIRT1的表達(dá)。觀察各組大鼠系統(tǒng)及骨骼肌胰島素敏感性,SIRT1,AMPK和線粒體生物發(fā)生相關(guān)基因的表達(dá)。同時(shí)評價(jià)各組大鼠骨骼肌SS及IMF線粒體檸檬酸合酶和電子傳遞鏈的活性及氧化抗氧化水平。
　　結(jié)果:高脂飲食的大鼠存在明顯的系統(tǒng)及骨骼肌胰島素抵抗,同時(shí)SIRT1水平,AMPK,

7、線粒體DNA和線粒體生物發(fā)生相關(guān)基因的表達(dá)均大大降低(p<0.05)。SS線粒體而非IMF線粒體檸檬酸合酶、電子傳遞鏈及抗氧化酶的活性大大降低(p<0.05)。相反,適度增加SIRT1表達(dá)(1.5～3 folds)明顯改善高脂飲食誘導(dǎo)的骨骼肌胰島素抵抗,上調(diào)AMPK(～50％;p<0.05),PGC-1α(70～80％;p<0.05)及線粒體DNA的表達(dá),逆轉(zhuǎn)SS線粒體檸檬酸合酶,電子傳遞鏈活性的下降(p<0.05)。更重要的是,SIR