胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)是2型糖尿病的重要发病机制，也是早期预防的关键环节。高脂是诱发IR的独立危险因素之一。　　过氧化物酶体增生物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisomeproliferator-activated receptorγcoactivator1α，PGC-1α)是一种核转录共激活因子，可调节线粒体生物发生、脂肪酸氧化、糖代谢等诸多生物过程。它与脂肪酸代谢和胰岛素敏感性关系密切。研究表明高脂饮食大鼠骨骼肌甘油三酯(TG)升高，PGC-1αmRNA和蛋白表达下降。在体实验表明，过表达PGC-1α增加了骨骼肌脂质利用，降低肌内脂质含量，同时改善了胰岛素信号，表现为磷酸化的蛋白激酶B(AKT)和葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)表达升高，增加了氧消耗。这表明高脂导致的胰岛素抵抗可能与PGC-1α下调有关。　　STARS(Striated activator of Rho signaling或Actin binding Rhoactivator)是一种在心肌、骨骼肌和平滑肌特异表达的肌动蛋白结合蛋白。研究发现2型糖尿病患者骨骼肌STARS的表达增加，且与胰岛素敏感性呈负相关。但是在给予急性耐力锻炼后，发现骨骼肌STARS表达升高，同时PGC-1α以及脂肪酸氧化的限速酶肉碱棕榈酰基转移酶(CPT-1β)表达也升高，抑制STARS可以降低CPT-1β的表达。STARS可能作为PGC-1α的下游靶点，发挥影响脂肪酸代谢的作用。STARS是否是PGC-1α的下游靶点，并通过进一步调控CPT-1β的表达影响脂肪酸代谢，进而影响胰岛素敏感性尚不清楚。　　本课题通过高脂饮食喂养的SD大鼠，造成胰岛素抵抗模型，分析骨骼肌PGC-1α，STARS及胰岛素信号通路中胰岛素受体底物-1(IRS-1)、AKT、GLUT4的表达变化。进一步采用棕榈酸孵育L6成肌细胞，构建骨骼肌细胞胰岛素抵抗模型，并通过质粒和小干扰RNA(small interferenceRNA，siRNA)技术调节肌细胞PGC-1α的表达，分析肌细胞STARS、脂肪酸氧化代谢和胰岛素信号通路相关基因和蛋白的表达变化，在细胞水平分析PGC-1α、STARS、CPT-1β与胰岛素抵抗的关系，探讨PGC-1α在高脂诱导的胰岛素抵抗中的作用机制，为研发防治胰岛素抵抗和2型糖尿病的药物提供新的作用靶点和理论依据。本研究分以下两部分:　　第一部分高脂诱导的胰岛素抵抗大鼠骨骼肌PGC-1α和STARS的表达　　目的:构建高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠模型，分析大鼠骨骼肌PGC-1α、STARS及胰岛素信号通路中各指标的表达变化。　　方法:24只雄性Sprague Dawley(SD)大鼠，体重125-145g，适应性喂养一周后随机分为两组:对照组(C)12只，给予基础饲料喂养;高脂组(HF)12只，给予高脂饲料喂养。基础饲料热量组成:碳水化合物65.5％，蛋白24.2％脂肪10.3％;高脂饮食热量组成:碳水化合物20.1％，蛋白20.1％，脂肪59.8％。喂养6周后，应用清醒状态下高胰岛素正葡萄糖钳夹试验评估胰岛素抵抗模程度。6周后自腹主动脉处取血，处死大鼠，留取股四头肌。测定大鼠血总胆固醇(TC)、TG、血糖(Blood glucose，BG)及血清胰岛素(insulin，INS)。采用实时荧光定量PCR(QuantitativeReal-time PCR)检测骨骼肌组织PGC-1α、STARS及胰岛素信号通路相关基因的表达。　　结果:　　1、两组大鼠生化指标变化　　与对照组相比，高脂组BG（6.38±0.23 mmol/L vs4.05±0.14 mmol/L）、INS(19.64±1.50 mU/L vs11.70±0.86 mU/L)、TC(1.17±0.06 mmol/L vs1.04±0.08 mmol/L)及TG(0.75±0.12 mmol/L vs0.31±0.02 mmol/L)均明显高于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。　　2、两组大鼠胰岛素敏感性的比较　　高脂组葡萄糖输注率(GIR)明显低于对照组(14.74±0.42 mg·kg-1·min-1vs27.61±0.56 mg·kg-1·min-1)，差异有统计学意义(P＜0.05)。　　3、两组大鼠骨骼肌PGC-1α和STARS基因表达　　与对照组相比，高脂组骨骼肌PGC-1αmRNA表达显著降低，STARSmRNA表达明显升高，差异均有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01)。　　4、两组大鼠胰岛素信号通路的基因表达　　与对照组相比，高脂组骨骼肌IRS-1、AKT、GLUT4的mRNA表达均显著降低，差异均有统计学意义（均P＜0.01）。　　结论:　　1、高脂饮食引起大鼠血脂增高，空腹血糖及胰岛素水平升高，葡萄糖输注率明显下降，导致胰岛素抵抗。　　2、高脂饮食下调骨骼肌PGC-1α及胰岛素信号通路相关基因的表达，上调STARS的基因表达。　　第二部分 PGC-1α在棕榈酸诱导的肌细胞胰岛素抵抗中的作用机制　　目的:分析PGC-1α、STARS、CPT-1β以及胰岛素信号通路在棕榈酸诱导的骨骼肌细胞胰岛素抵抗中的表达变化，探讨PGC-1α在高脂导致的胰岛素抵抗中的分子机制。　　方法:培养并诱导分化大鼠L6成肌细胞为骨骼肌细胞，将骨骼肌细胞随机分为两组:对照组(Con)和棕榈酸组(PA)，建立棕榈酸诱导的骨骼肌细胞胰岛素抵抗模型。将Con组随机分为5个亚组:对照组(Con)，空质粒组(pcDNA3)， PGC-1α过表达组(pcDNA3/PGC-1α)，siRNA阴性对照组(NC-siRNA)，PGC-1α敲低组(si-PGC-1α)。将PA组随机分为3个亚组:棕榈酸组(PA)，棕榈酸空质粒组(PA+pcDNA3)，棕榈酸PGC-1α过表达组（PA+ pcDNA3/PGC-1α）。转染成功后，采用葡萄糖氧化酶法检测各组细胞葡萄糖利用率评价胰岛素敏感性，采用Real-time PCR检测各组PGC-1α、STARS及脂肪酸氧化关键酶CPT-1β，胰岛素信号通路中IRS-1、AKT、GLUT4的mRNA表达，采用Western-blot的方法检测PGC-1α、STARS及脂肪酸代谢关键酶ACC及其磷酸化蛋白水平，胰岛素信号通路中IRS-1、p-IRS-1、AKT、p-AKT及GLUT4的蛋白表达量。多样本间比较采用完全随机设计单因素方差分析，两样本间比较采用t检验。　　结果:　　1、L6成肌细胞分化成功鉴定　　与未分化组细胞相比，分化组细胞分化标志性基因Desmin和Myogenin的表达明显增高，差异具有统计学意义(P＜0.01)。　　2、L6肌细胞PGC-1α、STARS及胰岛素信号通路相关基因的表达　　PA组葡萄糖含量较Con组明显升高(14.91±2.42 mmol/L vs10.57±1.28 mmol/L)，胰岛素敏感性下降。与Con组相比，PA组PGC-1α、IRS-1、AKT及GLUT4的mRNA的表达明显下降，STARS基因表达明显升高，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。　　3、上调PGC-1α表达对肌细胞STARS、脂肪酸氧化关键酶及胰岛素信号通路的影响　　转染PGC-1α质粒后，PGC-1α的基因及蛋白表达均明显升高，差异均有统计学意义（均P＜0.05），说明PGC-1α质粒转染成功。与Con组相比，pcDNA3/PGC-1α组STARS基因及蛋白表达明显下降（均P＜0.05）。与PA组相比，PA+pcDNA3/PGC-1α组STARS基因表达下降(P＜0.01)。pcDNA3/PGC-1α组CPT-1β基因表达较Con组均明显升高，p-ACC蛋白表达亦明显增加（均P＜0.05）。与PA组相比，PA+pcDNA3/PGC-1α组CPT-1β基因表达明显升高(P＜0.05)。与Con组相比，pcDNA3/PGC-1α组IRS-1、AKT、GLUT4的mRNA表达明显升高(均P＜0.05)，IRS-1和AKT总蛋白表达无明显变化(P＞0.05），p-IRS-1表达显著降低，p-AKT的表达明显升高，GLUT4的蛋白表达明显升高（均P＜0.05或P＜0.01）。与PA组相比，PA+pcDNA3/PGC-1α组的IRS-1、AKT及GLUT4的mRNA表达明显升高（均P＜0.05）。　　4、下调PGC-1α表达对肌细胞STARS、脂肪酸氧化及胰岛素信号通路的影响　　与Con组相比，NC-siRNA组的PGC-1α基因和蛋白表达均无明显变化，差异无统计学意义(P＞0.05)，而si-PGC-1α组的PGC-1α的mRNA表达及蛋白表达均明显下降，差异有统计学意义（均P＜0.01），表明PGC-1α的siRNA转染成功。与Con组相比，si-PGC-1α组STARS基因和蛋白表达均明显增高，CPT-1βmRNA表达显著下降，p-ACC的蛋白表达明显降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。ACC蛋白的表达无统计学差异（P＞0.05）。与Con组相比，si-PGC-1α组IRS-1、AKT、GLUT4的mRNA表达均明显下降，p-IRS-1的表达明显升高，p-AKT以及GLUT4的蛋白表达均明显降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05或P＜0.01）。IRS-1和AKT总蛋白的表达较Con组无统计学差异(P＞0.05)。　　结论:　　1、棕榈酸孵育造成大鼠骨骼肌细胞葡萄糖摄取率减少，胰岛素敏感性下降，同时伴有PGC-1α表达下降，STARS表达升高。　　2、上调PGC-1α表达可以使得STARS表达下降，脂肪酸氧化关键酶CPT-1β表达增加，胰岛素信号通路相关指标表达升高。　　3、下调PGC-1α表达可以增加STARS的表达，减少脂肪酸氧化相关基因、胰岛素信号通路的表达。　　4、PGC-1α可能通过调节STARS以及脂肪酸氧化关键基因CPT-1β表达，影响胰岛素信号传导，在高脂导致的胰岛素抵抗中发挥作用。