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[研究目的]
穿心莲内酯AG是穿心莲的主要活性成分,具有祛热解毒,消炎止痛之功效,对细菌性与病毒性上呼吸道感染及痢疾有特殊疗效,被誉为天然抗生素药物,现代研究发现其具有降糖效应。以往的研究都着重于穿心莲内酯.AG动物实验的研究,尚无任何实验阐明穿心莲内酯改善胰岛素抵抗的作用机制的研究,并不能在更深层次上解释其降血糖和改善胰岛素抵抗的机制。本研究拟通过观察穿心莲内酯AG对3T3-L1脂肪细胞糖代谢的影响,观察穿心莲内酯AG是否能直接改善胰岛素信号通路的传导;另外,TNF-α,是一种公认的重要的与胰岛素抵抗关系十分密切的炎症因子,鉴于大量研究已证实TNF-α,可抑制胰岛素信号的传导,导致胰岛素抵抗,本研究应用TNF-α,制备了3T3-L1脂肪细胞胰岛素抵抗模型,并且用穿心莲内酯AG进行干预,由此进一步深入探讨穿心莲内酯.AG的改善胰岛素抵抗和降血糖机制。
[内容与方法]
在分化成熟的3T3-L1脂肪细胞中加入不同浓度AG孵育不同时间后,进行3H标记的葡萄糖转运测定,观察AG对基础和胰岛素介导的葡萄糖摄取的影响,并用蛋白免疫印迹、免疫沉淀、相关信号蛋白的化学抑制剂预处理等检测方法,观察AG对脂肪细胞的胰岛素信号传导通路中IRS-1,P13K,Akt,PKC-ζ/λ,GSK3β等关键蛋白活性的影响。在分化成熟的3T3-L1脂肪细胞加入一定浓度的TNF-α进行孵育,用细胞在体外模拟胰岛素抵抗,加入AG和胰岛素,测定脂肪细胞对葡萄糖的摄取,用蛋白免疫印迹检测胰岛素信号通路蛋白及与胰岛素信号传导密切联系的MAPK和NF-κB炎症通路中关键蛋白的活性变化,并采用实时定量PCR检测IL6、SOCS-3等几种炎症相关因子的mRNA的表达水平,观察AG对发生胰岛素抵抗的3T3-L1脂肪细胞的改善情况。
[研究结果]
1.发现穿心莲内酯AG可呈剂量依赖性和时间依赖性的促进3T3-L1脂肪细胞葡萄糖的利用
2.用穿心莲内酯AG处理3T3-L1脂肪细胞24h后,首先使胰岛素受体底物-1(IRS-1)酪氨酸位点发生磷酸化,然后P13K亚基p85被招募并与IRS-1结合,P13K的下游重要蛋白Akt和PKC-ζ/λ发生磷酸化激活。穿心莲内酯AG促进3T3-L1脂肪细胞对葡萄糖的转运是启动并利用了胰岛素信号通路中IRS-1→P13K→Akt/PKC-ζ/λ→GLUT4这一部分。
3.穿心莲内酯AG可部分地逆转TNF-α诱导的3T3-L1脂肪细胞的胰岛素抵抗,并且可以升高由于TNF-α处理而降低的Akt的磷酸化水平。
4.穿心莲内酯AG可显著地抑制TNF-α引起的IRS-1307位的丝氨酸磷酸化。
5.穿心莲内酯AG可显著抑制TNFα激活的的NF-κB通路,如IKKβ、IκBα的磷酸化,NF-κB亚基p65的入核;但对MAPK通路无影响。
6.穿心莲内酯AG可以明显地减少TNF-α诱导的NF-κB下游调节的IL-6、SOCS3、iNOS和MCP-1的mRNA表达。
[结论]
穿心莲内酯AG能够作为胰岛素的增敏剂,调节胰岛素信号传导通路相关蛋白的活性,促进脂肪细胞对葡萄糖的利用;穿心莲内酯AG可以通过拮抗炎症因子TNF-α的作用,改善TNF-α引起的胰岛素抵抗。本实验结果揭示了穿心莲内酯AG调节糖代谢、改善胰岛素抵抗和抗糖尿病可能的分子机制,为穿心莲内酯的应用及进一步开发提供了理论上的依据。