巨噬细胞mTOR活化促进小鼠机体有氧糖酵解
发布时间：2021-08-30 09:29
目的:探讨巨噬细胞哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）活性在有氧糖酵解中的调节作用。方法:对巨噬细胞特异性敲除TSC1小鼠(Lysm-Cre TSC1flox/flox)和对照小鼠(TSC1flox/flox)进行高脂饮食造模,通过葡萄糖糖耐量实验（IPGTT）和胰岛素耐受实验（ITT）分析巨噬细胞mTOR活化对小鼠机体血糖的调节作用。雷帕霉素处理KO小鼠和WT小鼠的原代巨噬细胞,利用生化分析仪检测葡萄糖消耗和乳酸生成。用雷帕霉素(2 mg·g-1)对两组小鼠灌胃处理,2周后行IPGTT实验。利用免疫荧光染色实验观察小鼠肝组织中6-磷酸果糖激酶-2/果糖-2,6-磷酸酶-3（PFKFB3）的分布。结果:通过高脂饮食造模后,小鼠体重明显增加,并出现了胰岛素抵抗。与WT小鼠比较,KO小鼠出现更加严重的胰岛素抵抗,胰岛素分泌的量也增多。雷帕霉素处理后,与WT小鼠相比,KO小鼠的原代腹腔巨噬细胞葡萄糖消耗量和乳酸生成均明显降低（P<0.05）;小鼠进行雷帕霉素灌胃后,相比于WT小鼠,KO小鼠血糖值明显升高（P<0.05...
【文章来源】：赣南医学院学报. 2020,40(03)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
胰岛素抵抗模型的构建
在本研究中,我们阐述了巨噬细胞mTOR在葡萄糖代谢中的功能。我们发现,KO小鼠消耗血糖的能力与mTOR活化有关。为了确认巨噬细胞mTOR活性参与糖酵解途径的调节,我们用雷帕霉素抑制mTOR活性,巨噬细胞的有氧糖酵解作用受到抑制。同时,体外实验得到类似的结果,雷帕霉素抑制mTOR活性后,小鼠机体的血糖值明显升高,有氧糖酵解作用受到抑制。为了探讨巨噬细胞mTOR活性如何调节糖酵解,我们取小鼠的肝组织进行荧光染色,发现KO小鼠的肝组织有大量的PFKFB3蛋白表达,该蛋白可以影响2,6-二磷酸果糖水平,进而影响有氧糖酵解通路。因此巨噬细胞可能通过mTOR信号通路调节PFKFB3影响有氧糖酵解途径。图3 免疫荧光染色检测PFKFB3的表达
图2 巨噬细胞mTOR活性对糖酵解的影响mTOR信号通路可调节巨噬细胞的亚型(M1/M2):mTOR活化促进M1型巨噬细胞的极化[11-12],而M1型巨噬细胞可发生类似于癌细胞的糖代谢重编程。糖代谢重编程是调控M1型巨噬细胞炎症启动的核心事件[10]。研究证实,mTOR信号激活增强HIF-1α基因的表达,M1型巨噬细胞可通过缺氧诱导因子1α(HIF-1α)蛋白促进有氧糖酵解[13-14]。有研究发现,mTOR信号通路调节PKM2影响食管鳞癌细胞有氧糖酵解[15],PKM2和本研究中PFKFB3都是糖酵解代谢中的关键酶。通过小鼠胚胎成纤维细胞进行研究,发现mTOR是通过HIF-1α上调PFKFB3的表达[16], 在人急性髓细胞性白血病细胞中,mTORC1依赖于HIF-1α上调PFKFB3的表达,可以正向调节有氧糖酵解代谢[17],以上研究结果与本研究结果有异曲同工之处,不同之处在于,本研究是动物体内实验,且本研究不仅在体外细胞实验得到验证,小鼠体内实验也得到了相似的结果。PFKFB3在多种肿瘤组织和细胞中普遍表达,在调节癌细胞的糖酵解过程中其重要作用,通过沉默或者抑制肿瘤细胞中的PFKFB3,可以降低癌细胞的糖酵解代谢[18-20]。以往研究和本研究都证实了PFKFB3与糖酵解的相关性。且本研究证实了在小鼠巨噬细胞中,mTOR通过上调PFKFB3的表达,可以正向调节有氧糖酵解代谢。那么小鼠体内巨噬细胞是否通过mTOR活性改变自身极化状态调节HIF-1α的表达,进一步调节PFKFB3的表达,从而影响有氧糖酵解呢?我们需要更进一步的研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]M1型巨噬细胞糖代谢重编程机制及其在炎症启动中的关键作用[J]. 姜晓旭,郑义鹏,赵九洲,李明哲,朱敬朴,王欣,李永奇,海春旭,于卫华. 癌变·畸变·突变. 2019(01)
[2]Mechanisms of regulation of PFKFB expression in pancreatic and gastric cancer cells[J]. Oleksandr H Minchenko,Katsuya Tsuchihara,Dmytro O Minchenko,Andreas Bikfalvi,Hiroyasu Esumi. World Journal of Gastroenterology. 2014(38)
硕士论文
[1]mTOR上调PFKFB3的分子机制及其功能研究[D]. 汤思思.安徽医科大学 2019
本文编号：3372526
【文章来源】：赣南医学院学报. 2020,40(03)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
胰岛素抵抗模型的构建
在本研究中,我们阐述了巨噬细胞mTOR在葡萄糖代谢中的功能。我们发现,KO小鼠消耗血糖的能力与mTOR活化有关。为了确认巨噬细胞mTOR活性参与糖酵解途径的调节,我们用雷帕霉素抑制mTOR活性,巨噬细胞的有氧糖酵解作用受到抑制。同时,体外实验得到类似的结果,雷帕霉素抑制mTOR活性后,小鼠机体的血糖值明显升高,有氧糖酵解作用受到抑制。为了探讨巨噬细胞mTOR活性如何调节糖酵解,我们取小鼠的肝组织进行荧光染色,发现KO小鼠的肝组织有大量的PFKFB3蛋白表达,该蛋白可以影响2,6-二磷酸果糖水平,进而影响有氧糖酵解通路。因此巨噬细胞可能通过mTOR信号通路调节PFKFB3影响有氧糖酵解途径。图3 免疫荧光染色检测PFKFB3的表达
图2 巨噬细胞mTOR活性对糖酵解的影响mTOR信号通路可调节巨噬细胞的亚型(M1/M2):mTOR活化促进M1型巨噬细胞的极化[11-12],而M1型巨噬细胞可发生类似于癌细胞的糖代谢重编程。糖代谢重编程是调控M1型巨噬细胞炎症启动的核心事件[10]。研究证实,mTOR信号激活增强HIF-1α基因的表达,M1型巨噬细胞可通过缺氧诱导因子1α(HIF-1α)蛋白促进有氧糖酵解[13-14]。有研究发现,mTOR信号通路调节PKM2影响食管鳞癌细胞有氧糖酵解[15],PKM2和本研究中PFKFB3都是糖酵解代谢中的关键酶。通过小鼠胚胎成纤维细胞进行研究,发现mTOR是通过HIF-1α上调PFKFB3的表达[16], 在人急性髓细胞性白血病细胞中,mTORC1依赖于HIF-1α上调PFKFB3的表达,可以正向调节有氧糖酵解代谢[17],以上研究结果与本研究结果有异曲同工之处,不同之处在于,本研究是动物体内实验,且本研究不仅在体外细胞实验得到验证,小鼠体内实验也得到了相似的结果。PFKFB3在多种肿瘤组织和细胞中普遍表达,在调节癌细胞的糖酵解过程中其重要作用,通过沉默或者抑制肿瘤细胞中的PFKFB3,可以降低癌细胞的糖酵解代谢[18-20]。以往研究和本研究都证实了PFKFB3与糖酵解的相关性。且本研究证实了在小鼠巨噬细胞中,mTOR通过上调PFKFB3的表达,可以正向调节有氧糖酵解代谢。那么小鼠体内巨噬细胞是否通过mTOR活性改变自身极化状态调节HIF-1α的表达,进一步调节PFKFB3的表达,从而影响有氧糖酵解呢?我们需要更进一步的研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]M1型巨噬细胞糖代谢重编程机制及其在炎症启动中的关键作用[J]. 姜晓旭,郑义鹏,赵九洲,李明哲,朱敬朴,王欣,李永奇,海春旭,于卫华. 癌变·畸变·突变. 2019(01)
[2]Mechanisms of regulation of PFKFB expression in pancreatic and gastric cancer cells[J]. Oleksandr H Minchenko,Katsuya Tsuchihara,Dmytro O Minchenko,Andreas Bikfalvi,Hiroyasu Esumi. World Journal of Gastroenterology. 2014(38)
硕士论文
[1]mTOR上调PFKFB3的分子机制及其功能研究[D]. 汤思思.安徽医科大学 2019
本文编号：3372526
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/jichuyixue/3372526.html
教材专著
