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在全球范围内,糖尿病(diabetes mellitus,DM)发病率的增长相当迅速,业已成为继恶性肿瘤、心血管疾病之后的第三大严重威胁人类健康的重大慢性非传染性疾病。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是糖尿病中最常见的类型,占糖尿病患者的90%以上,目前认为胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是T2DM的重要发病机制之一,并贯穿于糖尿病的发生和发展全过程当中。骨骼肌作为人体内最主要的糖脂代谢组织,在维持机体葡萄糖稳态方面起着至关重要的作用。脂肪在肌肉、肝脏、胰腺等非脂肪组织中的过度蓄积称为“异位脂肪沉积”(ectopic lipid deposition)。越来越多的研究证据表明,骨骼肌异位脂肪沉积与胰岛素抵抗的发生发展有着非常密切的联系。线粒体是脂肪、糖等能量底物进行氧化代谢的主要场所。因此,增强骨骼肌细胞线粒体功能继而改善骨骼肌异位脂肪沉积已成为防治胰岛素抵抗及其相关的代谢性疾病的重要途径。近年来,大量的体外实验和动物实验研究结果表明膳食黄酮类化合物在糖尿病的预防和治疗方面具有重要的应用价值。一些实验研究证实由二氢山奈酚(dihydro kaempferol)衍生而来的山奈酚(kaempferol,KMF)、二氢杨梅素(dihydromyricetin,DHM)、杨梅素(myricetin,MYC)、槲皮素(quercetin,QUC)等黄酮醇类化合物对骨骼肌胰岛素抵抗具有一定的改善作用,但其中的确切作用机制尚未完全明确。磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是感知细胞能量状态变化的感受器,AMPK可通过直接或间接的方式激活其下游的转录辅激活因子过氧化物酶体增殖活化受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator activator receptor gamma coactivator-1alpha,PGC-1α),从而促进线粒体的生物合成、提升线粒体功能,继而增加脂肪酸氧化代谢。二氢杨梅素、杨梅素、槲皮素已被证实具有增加AMPK活性的作用。因此,我们推测山奈酚、二氢杨梅素、杨梅素、槲皮素等二氢山奈酚衍生物可能通过调控AMPK/PGC-1α通路抑制骨骼肌脂质沉积,从而发挥改善胰岛素抵抗的效应。本研究首先利用棕榈酸(Palmitic acid,PA)处理C2C12小鼠成肌细胞分化成的肌管建立胰岛素抵抗体外模型开展四种二氢山奈酚衍生物的干预效应及作用机理研究,分别采用油红O染色、甘油三酯(Triacylglyceride,TG)试剂盒检测C2C12肌管细胞内的脂质沉积情况及TG含量;采用2-NBDG法检测胰岛素刺激下的葡萄糖摄取能力;采用western blot法检测AMPK、PGC-1α蛋白表达,探讨四种二氢山奈酚衍生物对棕榈酸诱导的C2C12肌管细胞脂质沉积、胰岛素抵抗的影响及AMPK/PGC-1α通路在其中的作用。然后,以二氢杨梅素作为二氢山奈酚衍生物的代表在高脂饲料喂饲C57BL/6J小鼠建立的胰岛素抵抗小鼠模型中观察二氢杨梅素干预对小鼠骨骼肌TG含量、胰岛素敏感性,以及AMPK和PGC-1α蛋白表达的影响,以进一步验证体外实验研究结果。主要研究结果及结论如下:(1)在棕榈酸作用下,C2C12肌管中可见明显的脂质沉积、TG含量显著增加,而胰岛素刺激下的葡萄糖摄取能力明显降低;二氢杨梅素、杨梅素、槲皮素干预均能明显抑制棕榈酸诱导的脂质沉积和TG含量增加、葡萄糖摄取能力下降,其中二氢杨梅素的抑制效果更为明显,表明二氢杨梅素等二氢山奈酚衍生物可抑制高脂诱导的骨骼肌细胞脂质沉积和胰岛素抵抗。(2)在棕榈酸作用下,C2C12肌管中的p-AMPK和PGC-1α蛋白表达水平明显下降,而二氢杨梅素、杨梅素、槲皮素干预均可显著抑制棕榈酸诱导的p-AMPK和PGC-1α蛋白表达水平下降,其中二氢杨梅素的抑制效果更为明显,提示二氢杨梅素等二氢山奈酚衍生物抑制高脂诱导的骨骼肌细胞脂质沉积和胰岛素抵抗可能与AMPK/PGC-1α通路有关。(3)AMPK活性抑制剂Compound C处理显著削弱二氢杨梅素对棕榈酸诱导的C2C12肌管脂质沉积、TG含量上升、PGC-1α蛋白水平下降及葡萄糖摄取能力下降的抑制作用,表明二氢杨梅素通过激活AMPK,上调PGC-1α表达,减少高脂诱导的C2C12肌管脂质沉积,进而改善胰岛素抵抗。(4)与低脂组比较,高脂饲料喂饲的C57BL/6J小鼠胰岛素抵抗指数(homeostasis model of assessment for insulin resistence index,HOMA-IR)明显升高;比目鱼肌中可见TG含量增加,p-AMPK和PGC-1α蛋白表达水平显著降低。与模型组比较,100mg/kg.bw的二氢杨梅素干预组HOMA-IR明显降低,比目鱼肌中TG含量显著下降,同时p-AMPK和PGC-1α蛋白表达水平明显升高,进一步提示二氢杨梅素通过激活骨骼肌AMPK/PGC-1α通路,减少高脂诱导的骨骼肌脂质沉积,进而发挥改善胰岛素抵抗的作用。综上所述,二氢杨梅素、杨梅素、槲皮素等二氢山奈酚衍生物可通过调控AMPK/PGC-1α信号通路抑制高脂诱导的骨骼肌脂质沉积,进而改善胰岛素抵抗。