支链氨基酸下调肝细胞AKT2蛋白水平，促进高脂饮食诱导的小鼠肝脏胰岛素抵抗
本文关键词：支链氨基酸下调肝细胞AKT2蛋白水平，促进高脂饮食诱导的小鼠肝脏胰岛素抵抗
更多相关文章： BCAA 2型糖尿病 胰岛素抵抗 AKT AKT2
【摘要】：研究背景随着社会发展和西方饮食的流行,糖尿病患病人数逐年增加。据国际糖尿病联盟发表数据显示全世界糖尿病患病人数已经接近4亿。糖尿病,特别是2型糖尿病,具有高致残率和致死率的特点,已经成为威胁人类健康的最主要疾病之一。胰岛素抵抗表现为外周组织主要包括肝脏,骨骼肌和脂肪对胰岛素敏感性降低以及患者自身胰岛素分泌不足[1],是2型糖尿病的主要发病机制。胰岛素抵抗机制复杂,现在研究表明,除了“糖毒性”和“脂毒性”外,蛋白质氨基酸代谢紊乱也可能促进胰岛素抵抗的发生进展。支链氨基酸(Branched chain amino acids,BCAA)包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸,是人体必须氨基酸,参与正常机体蛋白质的合成,为机体发挥正常生理功能所必需。但是在病理条件下,其是否起致病作用尚不十分清楚。一系列文献报道指出,肥胖和代谢综合症患者血中BCAA浓度升高[2,3],升高的BCAA可能参与胰岛素抵抗的发生发展[4,5]。但也有文献报道指出,单独补充BCAA可以改善中年小鼠的胰岛素抵抗和生存率,促进小鼠心脏和骨骼肌线粒体新生[6]。2007年Cell Metabolism一篇文献报道指出支链氨基酸氨基转移酶敲除小鼠血清中BCAA浓度明显升高,可以改善小鼠的胰岛素敏感性[7]。因此,支链氨基酸和胰岛素抵抗的关系研究存在争议。AKT是胰岛素信号通路中关键的作用分子,胰岛素通过激活AKT调控细胞的物质代谢、生存、生长、发育、增殖和迁移等一些列功能,哺乳动物细胞表达三种AKT亚型,AKT1、AKT2、AKT3。AKT2在胰岛素敏感组织表达最高,是参与调节糖脂代谢的主要亚型。BCAA是否影响AKT及其亚型特别是AKT2蛋白水平,进而影响胰岛素抵抗尚未见报道。鉴于BCAA和胰岛素抵抗的关系复杂,研究存在争议,本实验重点探讨BCAA和胰岛素敏感性的关系;以及BCAA是否和高脂相互作用,促进高脂诱导胰岛素抵抗及其机制。研究目的探讨BCAA对胰岛素敏感性的影响;探讨BCAA是否通过影响AKT及其亚型蛋白水平促进胰岛素抵抗。研究方法1.细胞实验1)实验分组及处理:(1)将Hep G2细胞分为对照组、0.5 m M palmitate处理组、3 m M BCAA+0.5 m M palmitate处理组,分别检测BCAA对palmitate诱导的Hep G2细胞胰岛素抵抗的影响;(2)将Hep G2细胞分为不同浓度(0、0.3、1、3、10、30 m M)BCAA处理组和10 m M BCAA+40μM BT2处理组,检测BCAA对Hep G2细胞AKT及AKT1、AKT2、AKT3蛋白水平和m RNA水平的影响;(3)将Hep G2细胞分为不同浓度(0、0.3、1、3、10、30 m M)BCAA处理组和10 m M BCAA+40μM BT2处理组,检测BCAA对m TORC2主要成分蛋白水平的影响;(4)将Hep G2细胞分为对照组、10 m M BCAA处理组、100 n M rapamycin处理组、10m M BCAA+100 n M rapamycin处理组,检测长时间(48 h)100 n M rapamycin处理对BCAA诱导Hep G2细胞AKT蛋白水平下调的影响;(5)将Hep G2细胞分为对照组、10 m M BCAA处理组、10μM PYR41/1μM MG132处理组、10 m M BCAA+10μM PYR41/1μM MG132处理组,检测泛素-蛋白酶体抑制剂对BCAA诱导Hep G2细胞AKT蛋白水平下调的影响。2)Western blot检测Hep G2细胞不同处理组IRS1、p-IRS1(ser307)、AKT、p-AKT(ser473)、AKT1、AKT2、AKT3、Rictor、Raptor、m TOR蛋白水平。3)RT-PCR检测不同浓度BCAA孵育Hep G2细胞AKT1、AKT2、AKT3 m RNA水平。2.动物试验1)实验分组及处理将8周龄健康雄性C57BL/6小鼠60只分成四组,每组15只,分别给予正常饮食+普通饮水(ND组),正常饮食+含5%BCAA的饮水(ND/BCAA组),高脂饮食+普通饮水(HD组),高脂饮食+含5%BCAA的饮水(HD/BCAA组)。每周监测并记录小鼠体重直至18周。2)葡萄糖耐量(intraperitoneal glucose tolerance,IPGTT)和胰岛素耐量(insulin tolerance test,ITT)实验检测小鼠胰岛素抵抗水平。3)BCAA检测试剂盒检测小鼠血清BCAA水平。4)胰岛素检测试剂盒检测小鼠血清胰岛素水平。5)Western blot检测小鼠肝脏胰岛素信号通路,测量小鼠肝脏胰岛素抵抗水平,AKT及AKT2蛋白水平。研究结果1.BCAA诱导Hep G2细胞AKT/AKT2蛋白水平下调,促进Hep G2细胞胰岛素抵抗发展1)BCAA诱导Hep G2细胞AKT及p-AKT(ser473)蛋白水平下调,促进Hep G2细胞胰岛素抵抗发展单纯BCAA处理可诱导Hep G2细胞AKT及p-AKT(ser473)蛋白水平下调。BCAA促进palmitate诱导的Hep G2细胞胰岛素抵抗发展。2)BCAA诱导Hep G2细胞AKT1、AKT2、AKT3蛋白水平下调,其中AKT2下调最明显与contol组相比,10 m M BCAA诱导Hep G2细胞AKT1、AKT3蛋白下调,而1-3 m M BCAA可明显诱导AKT2蛋白下调;BCAA诱导Hep G2细胞AKT三个亚型下调可被BT2逆转。3)BCAA下调m TORC2,通过泛素-酶体降解途径诱导Hep G2细胞AKT降解BCAA孵育Hep G2细胞24 h,明显下调m TORC2主要成分Rictor蛋白水平,此作用可被BT2逆转,表明BCAA可下调Hep G2细胞m TORC2。100 n M rapamycin孵育Hep G2细胞48 h明显抑制m TORC2功能,促进BCAA诱导的Hep G2细胞AKT蛋白下调,表明BCAA可能通过下调m TORC2,诱导Hep G2细胞AKT下调。BCAA诱导Hep G2细胞AKT蛋白下调可被泛素激活酶E1抑制剂PYR41和蛋白酶体抑制剂MG132抑制,表明BCAA通过泛素依赖的蛋白降解途径诱导Hep G2细胞AKT降解。2.BCAA通过下调AKT2促进高脂饮食诱导的小鼠肝脏胰岛素抵抗1)BCAA抑制高脂饮食诱导的小鼠体重增加从喂养第2周开始,与HD组相比,HD/BCAA组小鼠体重增长明显缓慢,差异具有统计学意义。2)高脂饮食18周,小鼠血清BCAA浓度明显升高,高脂饮食补充BCAA小鼠血清BCAA浓度进一步升高与ND组相比,HD组小鼠血清BCAA浓度明显升高,HD/BCAA组血清BCAA浓度较HD组进一步升高。3)高脂饮食18周,小鼠血清胰岛素浓度明显升高,高脂饮食补充BCAA小鼠血清胰岛素浓度进一步升高,肝脏胰岛素抵抗明显加重与ND组相比,HD组小鼠血清胰岛素明显增高,HD/BCAA组血清中胰岛素浓度较HD组进一步升高。与HD组相比,HD/BCAA组小鼠糖耐量和胰岛素耐量均明显受损,小鼠肝脏胰岛素信号通路明显抑制。4)BCAA通过下调AKT2,促进高脂饮食诱导的小鼠肝脏胰岛素抵抗小鼠血清BCAA浓度在WT小鼠ND组、HD组、HD/BCAA组和PP2Cm敲除小鼠ND组、ND/BCAA组、HD组、HD/BCAA组依次增高;与WT小鼠ND组相比,WT小鼠HD/BCAA组、PP2Cm敲除小鼠ND组、ND/BCAA组、HD组、HD/BCAA组肝脏AKT2蛋白水平依次降低。研究结论1.本课题证实了BCAA通过下调mTORC2,以泛素-蛋白酶体降解途径诱导AKT蛋白降解,其中AKT2下调作用最明显。BCAA和Palmitate协同作用促进Hep G2细胞胰岛素抵抗发展。2.正常饮食补充BCAA不影响小鼠肝脏胰岛素敏感性,但是BCAA促进高脂饮食诱导的小鼠肝脏胰岛素抵抗。其机制可能是BCAA诱导小鼠肝脏AKT2蛋白下调,促进胰岛素抵抗发展。
【关键词】：BCAA 2型糖尿病 胰岛素抵抗 AKT AKT2
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R587.1
【目录】：
- 缩略语表4-5
- 中文摘要5-10
- 英文摘要10-16
- 前言16-17
- 文献回顾17-30
- 第一部分 支链氨基酸通过下调HepG2细胞mTORC2，促进AKT及其亚型蛋白降解30-49
- 1 材料30-33
- 2 方法33-39
- 3 结果39-46
- 4 讨论46-49
- 第二部分 支链氨基酸通过下调肝脏AKT2蛋白水平，促进高脂诱导的小鼠肝脏胰岛素抵抗49-62
- 1 材料49-50
- 2 方法50-55
- 3 结果55-59
- 4 讨论59-62
- 小结62-63
- 参考文献63-75
- 个人简介和研究成果75-76
- 致谢76
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅诚强;胰岛素抵抗和择期性手术[J];国外医学.外科学分册;2001年03期
2 贾伟平;中国人群胰岛素抵抗的状况[J];国外医学.内分泌学分册;2002年04期
3 宁光;李长贵;洪洁;汤正义;李果;龚艳春;彭怡文;郭冀珍;沈卫峰;商淑华;罗邦尧;陈家伦;;胰岛素抵抗基础和临床研究[J];医学研究通讯;2002年11期
4 姚小皓,沈凯,李学军;胰岛素对中枢神经系统疾病的影响[J];生理科学进展;2003年01期
5 柯红林;;2型糖尿病中胰岛素抵抗发生机制的研究进展[J];国外医学(老年医学分册);2003年03期
6 常桂娟;胰岛素抵抗的环境因素[J];现代诊断与治疗;2004年02期
7 米杰 ,张力;胰岛素抵抗[J];中华预防医学杂志;2004年04期
8 王继旺,张素华,任伟,杜娟,陈静,包柄楠,汪志红,苗青;吸烟与胰岛素抵抗的相关性调查与分析[J];中国公共卫生;2004年08期
9 阳柳雪;刘红;;可溶性肿瘤坏死因子受体2与胰岛素抵抗[J];中国医学文摘.内科学;2004年01期
10 康艳明;阳跃忠;;胰岛素抵抗与缺血性心脑血管病变[J];中国医学文摘.内科学;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈艳秋;宗敏;华莉;李臻;肖菲;孙建琴;;2型糖尿病患者肝脏脂肪与胰岛素抵抗的关系[A];中国营养学会老年营养分会第七次全国营养学术交流会“营养与成功老龄化”暨国家级继续教育项目“神经系统疾病医学营养治疗”资料汇编[C];2010年
2 陈艳秋;陈敏;宗敏;华莉;李臻;张鑫毅;孙建琴;;2型糖尿病患者肝脏脂肪分布与胰岛素抵抗[A];老年营养研究进展与老年营养供餐规范研讨会暨糖尿病肾病医学营养治疗进展学习班资料汇编[C];2011年
3 宋晓敏;耿秀琴;郭长磊;;胰岛素抵抗几个相关因素在公安人群中的状态与分析[A];中华医学会第六次全国内分泌学术会议论文汇编[C];2001年
4 游捷;陈瑶;黄培基;林哲章;;血清可溶性肿瘤坏死因子受体与胰岛素抵抗的关系[A];中华医学会第六次全国内分泌学术会议论文汇编[C];2001年
5 谢彬;陈上云;郭坚;刘薇;劳干诚;;监测真胰岛素观察胰岛素抵抗与胰岛素敏感性[A];中华医学会第六次全国内分泌学术会议论文汇编[C];2001年
6 尹义辉;王经武;;消胰抗治疗胰岛素抵抗的临床研究[A];第七次全国中医糖尿病学术大会论文汇编[C];2003年
7 吕圭源;刘赛月;;中药抗胰岛素抵抗研究进展[A];浙江省2005年中药学术年会论文集[C];2005年
8 王晓静;刘正齐;;一种简便实用且较准确评估胰岛素抵抗的新方法[A];全国中西医结合内分泌代谢病学术会议论文汇编[C];2006年
9 白秀平;李宏亮;杨文英;肖建中;王冰;杜瑞琴;楼大钧;;脂肪分存顺序与肝脏及肌肉胰岛素抵抗的关系[A];2006年中华医学会糖尿病分会第十次全国糖尿病学术会议论文集[C];2006年
10 孙勤;李伶;杨刚毅;欧阳凌云;陈渝;刘华;唐毅;Gunther Boden;;小鼠扩展胰岛素钳夹术的建立[A];2006年中华医学会糖尿病分会第十次全国糖尿病学术会议论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;胰岛素小常识[N];保健时报;2004年
2 ;胰岛素抵抗，怎么办？[N];解放日报;2004年
3 中南大学湘雅二医院老年病科副教授 陈化;什么是“胰岛素抵抗”[N];健康报;2001年
4 张家庆 （教授）;适度锻炼身体改善胰岛素抵抗[N];上海中医药报;2003年
5 本报记者 韩晓英;注射胰岛素会成瘾吗[N];中国中医药报;2002年
6 张怡梅 刘 斌;恶性肿瘤与胰岛素抵抗[N];中国中医药报;2003年
7 健康时报特约记者 陈锦屏;胖人易发“胰岛素抵抗”[N];健康时报;2007年
8 殳雪怡;胰岛素抵抗 有办法“抵抗”吗[N];家庭医生报;2007年
9 刘文山;胰岛素抵抗[N];家庭医生报;2007年
10 孟怀东;“致命四重奏”与胰岛素抵抗[N];中国医药报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 殷青青;胰岛素抵抗大鼠脑组织损伤机制以及番茄红素的保护作用研究[D];山东大学;2015年
2 施琳颖;二氢杨梅素通过诱导细胞自噬改善骨骼肌胰岛素抵抗的作用及其机制研究[D];第三军医大学;2015年
3 隆敏;下丘脑室旁核神经肽Y长期过表达诱导外周胰岛素抵抗作用机制研究[D];第三军医大学;2015年
4 黄文辉;高胰岛素抑制肾脏尿酸排泄的基础与临床研究以及氯沙坦的干预机制[D];兰州大学;2015年
5 付锋;缺血后心肌胰岛素抵抗促发缺血性心力衰竭及其机制[D];第四军医大学;2015年
6 王宗保;NO-1886对糖脂代谢的影响及机制研究[D];南华大学;2014年
7 张真稳;小檗碱协同甘丙肽降低2型糖尿病鼠脂肪组织胰岛素抵抗的实验研究[D];扬州大学;2015年
8 汪心安;IRF9对小鼠非酒精性脂肪肝和胰岛素抵抗的调控作用及机制研究[D];武汉大学;2013年
9 郑涛;红景天苷改善胰岛素抵抗的作用及其机制[D];华中科技大学;2015年
10 陈茜;Betatrophin与胰岛素抵抗的相关性及机制研究[D];华中科技大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李晨;辛伐他汀、胰岛素联合用药对糖尿病大鼠下颌骨骨折愈合的影响[D];河北联合大学;2014年
2 贾晓娇;血清Vaspin、u樗亍⒅卦谌焉锾悄虿』颊咧兴郊坝胍鹊核氐挚沟墓叵礫D];河北医科大学;2015年
3 黄声;胰岛素抵抗与认知功能障碍的关系研究[D];福建医科大学;2015年
4 牛尚梅;骨骼肌PGC-1α在高脂导致的胰岛素抵抗中的作用机制[D];河北医科大学;2015年
5 安雨;血清视黄醇结合蛋白-4与2型糖尿病及肥胖的相关性研究[D];河北医科大学;2015年
6 陈旭;高胰岛素水平导致肥胖相关机制研究[D];郑州大学;2015年
7 刘晨曦;津力达改善棕榈酸诱导的肌细胞胰岛素抵抗的机制[D];河北医科大学;2015年
8 唐明敏;桑叶降糖有效物质基础及其作用机理研究[D];北京中医药大学;2016年
9 华玉琢;2型糖尿病相关医学论文翻译实践报告[D];哈尔滨师范大学;2016年
10 熊筱璐;HGF/C-Met系统改善胰岛素抵抗中的作用以及相关机制的研究[D];南京大学;2014年
，本文编号：786836
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/nfm/786836.html
