NEFAs通过内质网应激诱导奶牛肝细胞胰岛素抵抗的信号机制

发布时间：2017-04-26 16:14

  本文关键词：NEFAs通过内质网应激诱导奶牛肝细胞胰岛素抵抗的信号机制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在奶牛过渡期,由于干物质摄入减少及能量需求增加导致奶牛处于能量负平衡(energy negative balance,NEB)状态,从而诱导体脂动员,使大量的非酯化脂肪酸(non-esterified fatty acids,NEFAs)进入血液,导致高NEFAs血症。高浓度NEFAs是诱发奶牛脂肪肝、酮病及炎性疾病的重要因素。研究表明,过渡期NEB奶牛肝脏存在不同程度的胰岛素抵抗,但其发生机制还不明确。近年来的研究显示,内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)与胰岛素抵抗的发生密切相关。然而,关于NEB奶牛高NEFAs血症、ERS和肝脏胰岛素抵抗之间的关系及其诱发机制尚未明确。因此,本实验通过严重NEB奶牛体内实验及体外培养犊牛肝细胞实验探讨高浓度NEFAs引发NEB奶牛肝脏胰岛素抵抗的机制。测定了NEB奶牛和健康奶牛血液中NEFAs、BHBA、糖代谢指标、肝脏损伤指标,结果表明NEB奶牛存在严重的能量代谢障碍,胰岛素抵抗及肝脏损伤。测定了NEB奶牛肝脏中ERS及胰岛素信号关键分子。与健康奶牛相比,PERK、IRE1α的磷酸化水平及cleaved-ATF6的表达水平显著升高,IRS1(Ser307)磷酸化水平显著升高,AKT(S473)和GSK3β(Ser9)的磷酸化水平显著降低。结果表明,NEB奶牛肝脏中存在ERS及胰岛素抵抗。为了探究NEFAs对犊牛原代肝细胞ERS的影响,添加NEFAs(1.2 m M)处理肝细胞不同时间,检测ERS主要分子的活化及下游分子的表达情况。结果表明,随着NEFAs处理时间的增加,ERS的主要分子PERK、IRE1α、cleaved-ATF6被激活并呈时间依赖型增加,ERS下游分子ATF4、P58IPK、ATF6、XBP-1S的m RNA表达水平也呈上升趋势。通过添加不同浓度的NEFAs(0、0.6、1.2和2.4m M)及内质网应激抑制剂(TUDCA),检测ERS主要分子的活化及下游分子的表达情况。结果表明NEFAs可诱导肝细胞发生ERS,且TUDCA可缓解NEFAs诱导的ERS。透射电镜结果显示NEFAs处理的肝细胞内质网腔扩张膨胀。利用不同浓度的NEFAs和TUDCA处理肝细胞,随后用胰岛素处理,检测胰岛素信号主要分子IRS1、AKT、GSK3β的活化情况及下游分子PEPCK和G6-pase的m RNA的表达情况。结果显示NEFAs可诱导肝细胞产生胰岛素抵抗,并且TUDCA可缓解NEFAs诱导的胰岛素抵抗,这表明了ERS参与NEFAs诱导犊牛原代肝细胞胰岛素抵抗。利用小RNA(sh IRE1α)干扰IRE1α通路、GSK2656157抑制PERK通路、AEBSF抑制ATF6通路,检测IRE1α、PERK、ATF6通路(ERS三条通路)在NEFAs诱导犊牛原代肝细胞胰岛素抵抗中的作用。结果显示,干扰IRE1α及抑制PERK通路可显著缓解NEFAs诱导的胰岛素抵抗,而抑制ATF6通路对其无显著影响。表明IRE1α及PERK通路参与了NEFAs诱导肝细胞胰岛素抵抗。为了进一步探究IRE1α通路介导NEFAs诱导肝细胞胰岛素抵抗的机制,首先通过添加JNK抑制剂来评价JNK在NEFAs诱导肝细胞胰岛素抵抗的影响。结果表明,抑制JNK活性可显著降低IRS1的磷酸化水平、提高AKT、GSK3β的磷酸化水平,改善由NEFAs诱导的犊牛原代肝细胞的胰岛素抵抗,进而干扰IRE1α可显著降低NEFAs诱导的JNK活化及其下游炎性因子的表达。表明IRE1α可通过激活JNK途径介导NEFAs诱导的胰岛素抵抗。以上结果表明NEB奶牛肝脏存在ERS及胰岛素抵抗。NEFAs可诱导犊牛原代肝细胞的ERS及胰岛素抵抗,并且ERS在一定程度上介导NEFAs诱导的胰岛素抵抗。IRE1α可通过激活JNK介导NEFAs诱导的犊牛原代肝细胞胰岛素抵抗。
【关键词】：奶牛过渡期 奶牛NEB 非酯化脂肪酸 胰岛素抵抗 内质网应激
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S858.23
【目录】：

• 中文摘要5-7
• Abstract7-11
• 英文缩写词表11-13
• 前言13-14
• 第一篇 文献综述14-26
• 第1章 胰岛素抵抗与奶牛能量负平衡14-20
• 1.1 胰岛素抵抗14-15
• 1.2 胰岛素抵抗发生机制15-17
• 1.3 奶牛能量负平衡17-18
• 1.4 NEFAs对肝脏的脂毒性18-20
• 第2章 内质网应激20-26
• 2.1 内质网应激信号通路简介20-21
• 2.2 内质网应激与代谢之间的关系21-23
• 2.3 内质网应激与胰岛素抵抗23-25
• 2.4 总结25-26
• 第二篇 研究内容26-68
• 第1章 能量负平衡奶牛存在胰岛素抵抗和ERS26-36
• 1.1 材料26-27
• 1.2 方法27-30
• 1.3 结果30-33
• 1.4 讨论33-36
• 第2章 NEFAs对犊牛原代肝细胞ERS信号通路及胰岛素信号通路的影响36-52
• 2.1 材料36-37
• 2.2 方法37-42
• 2.3 结果42-50
• 2.4 讨论50-51
• 2.5 小结51-52
• 第3章 IRE1α 可通过JNK介导NEFAs诱导的犊牛肝细胞胰岛素抵抗52-68
• 3.1 材料53
• 3.2 方法53-56
• 3.3 结果56-65
• 3.4 讨论65-67
• 3.5 小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-80
• 导师简介80-81
• 作者简介81-82
• 在学期间所取得的科研成果82-83
• 致谢83-84

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 邓清华;NEFAs对犊牛原代肝细胞糖脂代谢的调控机制[D];吉林大学;2015年

2 李玉;奶牛酮病氧化应激致肝细胞凋亡的信号转导机制研究[D];吉林大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 史晓霞;NEFAs和BHBA诱导氧化应激对奶牛肝细胞NF-κB信号通路影响的研究[D];吉林大学;2014年

  本文关键词：NEFAs通过内质网应激诱导奶牛肝细胞胰岛素抵抗的信号机制，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：328793