下丘脑nesfatin-1多肽激素作用的体内代谢组学研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
30971388
项目类别：
面上项目
资助金额：
35.0万
负责人：
杨刚毅
依托单位：
重庆医科大学
学科分类：
H0707.糖稳态失衡与靶器官胰岛素抵抗
结题年份：
2012
批准年份：
2009
项目状态：
已结题
起止时间：
2010-01-01 至2012-12-31

项目参与者：
徐昆；朱伟；李钶；孙逊；杨艳；孙滨；舒朝忠；
关键词：
代谢胰岛素抵抗糖尿病 nesfatin-1

项目摘要

以胰岛素抵抗（IR）为主要特征的肥胖和T2DM已成为影响人类生活质量和寿命的重大威胁。下丘脑是神经系统控制内分泌器官和内分泌器官与内、外感受器之间联系的枢纽。本研究拟构建nesfatin-1 shRNA及过表达载体，利用中枢给药途径建立nesfatin-1蛋白在第三脑室低表达或过表达，并在特定的时段导入高脂喂养大鼠体内，打造一个模拟基因缺陷和环境因素共同作用，更具IR表型特征的大鼠模型；同时通过对几个代谢信号通道有目的引入Ca2+、AMPK、mTOR等干扰，全面探讨nesfatin-1的生理功能及其作用机制。随后采用扩展胰岛素钳夹技术评价该模型胰岛素敏感性和糖、脂代谢的变化，观察其潜在的外周生物学效应和对代谢相关信号系统的影响，从代谢组学的角度初步勾勒出在此特定环境下其调控网络和信号转导机制。为探讨肥胖、T2DM和IR的机制搭建一个先进的技术平台，也为其治疗及预防提供新的思路。

结项摘要

Nesfatin-1(Nucleobindin2, 或NUCb2)已被鉴定为是一种抑制摄食的信号肽。研究表明nesfatin-1在能量稳态和糖代谢方面具有重要作用，然而其在葡萄糖稳态和胰岛素敏感性方面起到的作用并不清楚。为了探讨中枢nesfatin-1在代谢方面所起的影响及其潜在的胰岛素信号系统方面的机制，我们测定了不同糖耐量人群血清nesfatin-1水平，并分别构建大鼠下丘脑nesfatin-1高表达和低表达模型，观察了在这两种条件下胰岛素敏感性及外周组织胰岛素信号通路的变化。我们用ELISA试剂盒测定正常糖耐量（NGT）、糖耐量异常（IGT）和2型糖尿病病例（T2DM）的血清nesfatin-1水平，发现T2DM和IGT人群血清nesfatin-1水平明显高于NGT人群。随后，我们采用H3和脱氧H3标记葡萄糖示踪技术和高胰岛素正葡萄糖钳夹技术评估胰岛素敏感性、肝葡萄糖输出及外周肌肉葡萄糖摄取，并定量PCR测定各组大鼠肝脏磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）和葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-Pase）的mRNA含量，Western Blot检测PEPCK、G-6-Pase、InsR、IRS-1、Akt、AMPK、TORc2、mTOR、的蛋白含量及其磷酸化水平。免疫组化测定nesfatin-1及人工脑脊液干预后下丘脑核团Fos蛋白的表达。我们发现高脂喂养导致SD大鼠胰岛素抵抗增加、肝糖输出明显增加、肌肉糖摄取明显降低，并且伴随大鼠肝脏InsR、IRS-1、Akt、AMPK和TORc2磷酸化水平的降低和pepck mRNA 和蛋白表达增加。我们发现中枢nesfatin-1蛋白干预均能显著改善胰岛素敏感性，降低肝糖输出，提高肌肉葡萄糖摄取，降低大鼠肝脏PEPCK mRNA和蛋白表达，促进大鼠肝脏InsR、IRS-1、TORc2和mTOR磷酸化，增加Akt及AMPK蛋白表达。而中枢nesfatin-1/NUCB2干预则在糖代谢中起到相反作用，并增加了视上核、室旁核和弓状核的fos蛋白表达。结果提示中枢 nesfatin-1能通过中枢作用可能通过激活InsR/IRS-1/AMPK/Akt/mTOR信号通路级联发挥其胰岛素增敏的生物学效应，抑制肝糖异生和促进肌肉葡萄糖摄取，从而调控机体葡萄糖稳态。