STARS在棕榈酸诱导的肌细胞胰岛素抵抗中的作用

发布时间：2017-10-14 23:01

  本文关键词：STARS在棕榈酸诱导的肌细胞胰岛素抵抗中的作用

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【摘要】：随着国民经济的快速发展和生活水平的提高,我国2型糖尿病的发病率逐年升高,而2型糖尿病合并的心脑眼肾等器官的慢性并发症,往往导致其高死亡率和高致残率,严重威胁人类健康。胰岛素抵抗是2型糖尿病的重要的发病机制,但其具体机制尚不清楚,而高脂是诱发胰岛素抵抗的重要危险因素。Rho信号横纹肌激活剂(the striated muscle activator of Rho signalling,STARS),它是一种肌动蛋白结合蛋白,在心肌,骨骼肌和平滑肌特异性表达,主要与肌节的I蛋白和肌丝结合。近年来有研究发现2型糖尿病患者以及糖耐量正常但有胰岛素抵抗的一级亲属其骨骼肌中STARS表达增加并与胰岛素敏感性呈负相关,而且高脂饮食喂养的小鼠骨骼肌STARS表达也增加,并且能用胰岛素增敏剂罗格列酮纠正。下调STARS表达后骨骼肌葡萄糖的摄入增加。这些都表明STARS可能与胰岛素抵抗的发生有关。血浆反应因子(Serum response factor,SRF)是一个重要的细胞转录调控因子,主要存在于3种组织-心肌、骨骼肌和平滑肌。研究发现2型糖尿病患者以及糖耐量正常但有胰岛素抵抗的一级亲属其骨骼肌SRF调节的基因表达增加,而且SRF抑制剂CCG-1423能够改善高脂饮食喂养小鼠的糖耐量。巨核细胞白血病因子1(megakaryoblastic leukemia 1,MKL1)是一种单项调节的辅因子,也是STARS激活SRF的一个重要的辅助因子。SRF、MKL1是STARS的下游因子,在STARS的许多生物学作用中发挥着重要作用。STARS是否通过MKL1或SRF进而导致胰岛素抵抗尚不清楚。本课题采用棕榈酸孵育L6成肌细胞构建胰岛素抵抗模型,并通过质粒上调和si RNA下调肌细胞中STARS的表达,研究STARS在骨骼肌胰岛素抵抗中的作用以及其下游信号通路。目的:研究STARS在棕榈酸诱导的肌细胞胰岛素抵抗中的作用及其机制。方法:1培养及诱导分化大鼠L6成肌细胞,将成肌细胞分化成骨骼肌细胞,并用棕榈酸(PA)孵育,建立胰岛素抵抗模型。实验分组如下,上调STARS表达的实验分组:对照组(control),空质粒组(pc DNA),STARS过表达组(pc DNA/STARS),棕榈酸组(PA),棕榈酸空质粒组(PA+pc DNA),棕榈酸STARS过表达组(PA+pc DNA/STARS);下调STARS表达的实验分组:对照组(control),si RNA阴性对照组(NC-si RNA),STARS敲低组(si-STARS),棕榈酸组(PA),棕榈酸si RNA阴性对照组(PA+NC-si RNA),棕榈酸STARS敲低组(PA+si-STARS)。通过RT-PCR及Western方法检测STARS m RNA及蛋白表达水平,确定转染成功后,用葡萄糖氧化酶法测定各组细胞的葡萄糖摄取率评价胰岛素的敏感性。采用RT-PCR和Western-blot方法分别检测SRF、MKL1,以及胰岛素信号通路中AKT、IRS-1、及GLUT4的m RNA和蛋白表达水平,多样本比较采用单因素方差分析,两样本间比较采用t检验。结果:1 L6成肌细胞成功分化与未分化的L6成肌细胞相比,成功分化组标志性基因Desmin和Myogenin m RNA的表达明显增加,差异具有统计学意义(P0.05);2棕榈酸干预后各指标变化:PA组培养基中葡萄糖含量较control组明显升高(18.01±1.03mmol/L vs.13.13±0.70mmol/L),表明胰岛素敏感性下降(P0.05)。与control组相比,PA组STARS基因表达明显增加(P0.05),IRS-1、AKT、GLUT4基因表达均明显下降(均P0.05),STARS、p-IRS-1(ser307)蛋白表达明显增加(均P0.05),p-AKT、GLUT4蛋白表达均明显下降(均P0.05);3 STARS上调后各指标变化:与control相比,pc DNA/STARS组肌细胞STARS基因和蛋白表达均显著增加;与PA组相比,PA+pc DNA/STARS组肌细胞STARS基因和蛋白表达均显著增加,差异具有统计学意义(均P0.05),表明STARS质粒转染成功。与control相比,pc DNA/STARS组肌细胞IRS-1、GLUT4和AKT基因表达显著下降,差异具有统计学意义(P0.05),MKL1、SRF基因和蛋白水平均没有明显变化(均P0.05),AKT、IRS-1总蛋白水平无明显变化(P0.05),p-IRS-1蛋白表达水平明显增加(P0.05),p-AKT和GLUT4蛋白表达明显下降(均P0.05)。与PA组相比,PA+pc DNA/STARS组肌细胞IRS-1、AKT、GLUT4基因表达显著降低,差异具有统计学意义(P0.05),IRS-1和AKT总蛋白没有明显变化,但是IRS-1丝氨酸磷酸化(ser307)水平显著增加和AKT磷酸化水平以及GLUT4蛋白表达均显著降低(均P0.05),SRF和MKL1基因和蛋白水平均没有明显变化(均P0.05)。4 STARS下调后各指标的变化:与control相比,si-STARS组肌细胞STARS基因和蛋白表达均显著降低;与PA组相比,PA+si-STARS组肌细胞STARS基因和蛋白表达均显著降低,差异具有统计学意义(均P0.05),表明STARS si RNA转染成功。与control相比,si-STARS组肌细胞IRS-1、AKT、GLUT4基因表达增加,差异具有统计学意义(P0.05),IRS-1和AKT总蛋白没有明显变化(均P0.05),但是p-IRS-1(ser307)表达明显降低和p-AKT、GLUT4蛋白表达明显升高(均P0.05),SRF和MKL1基因和蛋白水平均没有明显变化(均P0.05)。与PA组相比,PA+si-STARS组肌细胞IRS-1、AKT、GLUT4基因表达显著增加,差异具有统计学意义(P0.05),IRS-1和AKT总蛋白没有明显变化,但是IRS-1丝氨酸磷酸化(ser307)水平表达显著降低和AKT磷酸化水平以及GLUT4蛋白表达均显著升高(均P0.05),SRF和MKL1基因和蛋白水平均没有明显变化(均P0.05)。结论:1高脂孵育可以导致骨骼肌细胞胰岛素抵抗以及STARS表达增肌,同时伴有胰岛素信号通路的变化。2通过质粒转染和小干扰RNA调节STARS的表达,胰岛素信号通路中AKT、IRS-1和GLUT4的表达也发生相应变化。说明STARS与胰岛素抵抗密切相关,为STARS作为一个新的胰岛素抵抗或2型糖尿病的治疗靶点提供了理论依据。3调节STARS的表达虽然并不能引起其下游靶点MKL1和SRF表达的变化,但是STARS可能通过影响其修饰后翻译,也可能通过其他信号通路在胰岛素抵抗中发挥作用,其具体分子机制需要进一步研究。
【关键词】：胰岛素抵抗 肌细胞 STARS SRF MKL1 胰岛素信号通路
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R587.1
【目录】：

• 中文摘要4-8
• 英文摘要8-13
• 英文缩写13-14
• 前言14-15
• 材料与方法15-31
• 结果31-33
• 附图33-43
• 讨论43-45
• 结论45-46
• 参考文献46-48
• 综述 胆汁酸与代谢综合症的研究进展48-57
• 参考文献53-57
• 致谢57-58
• 个人简历58

【参考文献】

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1 韩建华;苏薇;文艳;崔巍;邱玲;;单纯性肥胖者血清胆汁酸谱研究[J];检验医学;2012年10期

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本文编号：1033654