脂肪組織脂肪甘油三酯脂酶和激素敏感性脂肪酶的表達與胰島素抵抗的相關(guān)性研究.pdf

1、流行病學(xué)調(diào)查顯示，2型糖尿病的發(fā)病率呈逐年上升趨勢。胰島素抵抗（insulin resistance，IR）是2型糖尿病重要的病理生理基礎(chǔ)，與肥胖、高血壓、高血脂等代謝性疾病密切相關(guān)。胰島素抵抗是指胰島素在周圍組織中攝取和清除葡萄糖的能力減弱，是遺傳和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。近年來的研究顯示，胰島素抵抗與多種病理生理過程相關(guān)，如脂毒性、糖毒性、氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙等。我們前期的研究表明游離脂肪酸（free fatty acids，F(xiàn)

2、FA）在胰島素抵抗的形成中發(fā)揮重要作用。
　　 循環(huán)中的FFA主要來源于飲食和體內(nèi)脂肪組織甘油三酯的水解。脂肪組織中的甘油三酯在一系列脂肪酶的作用下，分解為甘油和FFA，該過程又稱為脂肪動員，對機體供能起關(guān)鍵作用。激素敏感性脂肪酶（Hormone-sensitive lipase，HSL）和新近發(fā)現(xiàn)的脂肪甘油三酯脂酶（Adipose triglyceride lipase，ATGL）是脂肪動員的關(guān)鍵酶，占脂肪組織中甘油三酯水解活

3、性的95％。HSL和ATGL的表達與活性和循環(huán)中FFA的水平密切相關(guān)，可能在胰島素抵抗中發(fā)揮作用。
　　 本課題通過高脂飲食誘導(dǎo)胰島素抵抗大鼠模型并給予噻唑烷二酮類藥物羅格列酮干預(yù)，研究IR時脂肪組織中ATGL和HSL的表達以及羅格列酮對脂肪分解關(guān)鍵酶表達的影響，探索羅格列酮改善IR的新靶點；同時檢測胰島素抵抗人群的腹內(nèi)和皮下脂肪組織中ATGL和HSL的表達，探討脂肪分解異常、不同部位脂肪組織在胰島素抵抗中的作用，為改善IR，減

4、少2型糖尿病的發(fā)病提供新的研究方向。
　　 本實驗內(nèi)容包括以下兩部分：
　　 第一部分高脂飲食胰島素抵抗大鼠脂肪組織脂肪甘油三酯脂酶和激素敏感性脂肪酶的表達及羅格列酮的干預(yù)
　　 目的：觀察高脂飲食和羅格列酮干預(yù)對大鼠脂肪組織中甘油三酯分解的關(guān)鍵酶ATGL和HSL的表達，探討脂肪動員異常在胰島素抵抗中的作用。
　　 方法：4～5月齡雄性Wistar大鼠40只，隨機分為正常對照組（NC）14只和高脂組（HF

5、）26只。對照組給予基礎(chǔ)飼料，HF組給予高脂飼料。于喂養(yǎng)第4周末內(nèi)眥采血測定空腹血糖（FBG），胰島素（INS），血清甘油三酯（TG），血清總膽固醇（TC），游離脂肪酸（FFA）的含量，同時每組隨機選取6只行高胰島素-正葡萄糖鉗夾實驗判斷胰島素抵抗狀況。造模成功后高脂組隨機分為高脂對照組（HF）和羅格列酮組（RSG），每組10只。除繼續(xù)給予高脂飼料外RSG組給予羅格列酮3mg/kg灌胃，高脂組及正常對照組給予等量生理鹽水灌胃，繼續(xù)喂養(yǎng)四

6、周。實驗第8周末，行口服葡萄糖耐量實驗和高胰島素-正葡萄糖鉗夾試驗評價各組胰島素抵抗情況，實驗前抽取血樣用于測定血清各項指標；實驗結(jié)束后頸動脈放血處死動物，留取腎周脂肪組織放入液氮中，-70℃低溫保存。逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）測定脂肪組織中ATGL和HSL mRNA的表達；Western blot法分析ATGL及HSL蛋白表達。
　　 結(jié)果：1.喂養(yǎng)第4周末，高脂對照組的葡萄糖輸注率低于正常對照組，出現(xiàn)了胰島素抵抗；第

7、8周末，高脂對照組甘油三酯、膽固醇、空腹血糖、空腹胰島素、游離脂肪酸及內(nèi)臟脂肪相對含量均明顯升高，葡萄糖輸注率降低。2.羅格列酮干預(yù)后甘油三酯、膽固醇、血糖、胰島素、游離脂肪酸和內(nèi)臟脂肪相對含量降低，葡萄糖輸注率升高。3.與正常對照組相比，高脂對照組大鼠脂肪組織中ATGL和HSL mRNA和蛋白的表達均減低（P<0.05）；羅格列酮干預(yù)后盡管ATGL和HSL mRNA及蛋白的表達有所增加，但與高脂對照組相比沒有統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）

8、。4.ATGL蛋白的表達與FFA和空腹胰島素呈負相關(guān)（r=-0.454和r=-0.379，P<0.01），與葡萄糖輸注率呈正相關(guān)（r=0.354，P<0.05）；HSL蛋白的表達與空腹胰島素、FFA呈負相關(guān)（r=-0.356和r=-0.324，P<0.01），與葡萄糖輸注率呈正相關(guān)（r=0.277，P<0.05）。5.ATGL蛋白表達與HSL蛋白的表達呈正相關(guān)（r=0.603，P<0.01）。
　　 小結(jié)：1.高脂飲食誘導(dǎo)大鼠胰

9、島素抵抗，血清總膽固醇、甘油三酯、游離脂肪酸、空腹血糖、空腹血清胰島素不同程度升高，葡萄糖輸注率降低，口服葡萄糖耐量實驗證實高脂喂養(yǎng)大鼠對糖負荷的處理能力下降。2.高脂飲食大鼠脂肪組織ATGL和HSL表達減低，存在脂肪動員異常，推測在胰島素抵抗早期可減少FFA的釋放。3.羅格列酮干預(yù)可改善高脂飲食大鼠的脂肪組織中ATGL和HSL的表達。
　　 第二部分胰島素抵抗人群脂肪組織脂肪甘油三酯脂酶和激素敏感性脂肪酶表達的研究
　　

10、 目的：檢測胰島素抵抗人群皮下脂肪組織和內(nèi)臟脂肪組織中ATGL和HSL的表達，探討脂肪動員異常、不同部位脂肪組織與胰島素抵抗的關(guān)系。
　　 方法：選擇本院擇期行膽囊切除手術(shù)的住院病人，基于胰島素抵抗指數(shù)，將所有入選病例分為胰島素敏感組（ISG）和胰島素抵抗組（IRG），所有患者均簽署知情同意書。術(shù)前測定臨床指標及血生化指標，術(shù)日在手術(shù)過程中取皮下脂肪組織和內(nèi)臟脂肪組織放入液氮中，-70℃低溫保存。RT-PCR法測定脂肪組織中A

11、TGL和HSLmRNA的表達，Western blot法測定脂肪組織中ATGL和HSL蛋白的表達。
　　 結(jié)果：1.兩組在年齡和性別組成上沒有差別，與胰島素敏感組相比，胰島素抵抗組的體重指數(shù)、腰臀比、血清甘油三酯、空腹血清胰島素及游離脂肪酸水平均增高。2.無論是在皮下脂肪組織還是內(nèi)臟脂肪組織，與胰島素敏感組相比，胰島素抵抗組ATGL的蛋白和mRNA表達均下降。3。在皮下脂肪組織，胰島素抵抗組HSL的mRNA和蛋白的表達較胰島素敏

12、感組有所下降，但在兩組間沒有統(tǒng)計學(xué)差異；在內(nèi)臟脂肪組織，胰島素抵抗組HSL的蛋白和mRNA的表達較胰島素敏感組減低（P<0.05）。4.ATGL的蛋白表達與空腹胰島素、HOMA-IR和游離脂肪酸呈負相關(guān)（r=-0.235、r=-0.356和r=-0.214，P<0.05）；HSL蛋白表達與空腹胰島素、游離脂肪酸和WHR呈負相關(guān)（r=-0.185、r=-0.246和r=-0.145，P<0.05）。5.無論是在皮下脂肪組織還是內(nèi)臟脂肪組織

13、，ATGL和HSL蛋白的表達呈高度正相關(guān)（r=0.632和r=0.708，P<0.001）。
　　 小結(jié)：1.在胰島素抵抗人群，內(nèi)臟脂肪組織中ATGLHSL表達均減低，皮下脂肪組織中ATGL的表達減低；2.ATGL和HSL蛋白表達高度正相關(guān)，提示兩個酶具有共同的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)通路；3.內(nèi)臟脂肪和皮下脂肪ATGL和HSL表達量不同，脂肪部位特異性可能在胰島素抵抗發(fā)揮作用。
　　 結(jié)論：1.高脂飲食誘導(dǎo)大鼠胰島素抵抗；2.胰島素抵