IGFBP-2对肥胖相关性胰岛素抵抗的调控及其机制的研究

Diabetes and the risk of diabetes was significantly associated with an obese status has become a major public health problem in China. Previous studies have pointed that IGFBP-2 could prevent obesity and act against the development of insulin resistance. We have documented that insulin regulates IGFBP-2 expression through the PI3K/mTOR pathway in 3T3-L1 cells, and that IGFBP-2 plasma levels are positively associated with markers of insulin sensitivity and improved glucose and lipid metabolism in obese patients. In this context, there is a need to clarify the molecular mechanism by which IGFBP-2 counteracts the development of metabolic diseases. For this project, we will overexpress IGFBP-2 in animal models of diabetes and obesity (ob/ob, db/db and HFD-od mice) and in different cell lines by transfection, in order to increase plasma IGFBP-2 and its activities in diabetic target tissues. 1) We will measure insulin-stimulated glucose uptake and insulin-regulated vasodilatation in above models. 2) We will test whether IGFBP-2 is able to phosphorylate insulin receptor and its downstream factors (Akt, GSK3), which will be performed by ELISA, RT-qPCR and Western blot, respectively. This will unravel the mechanism of IGFBP-2 improved energy metabolism and help understand the association between IGFBP-2 expression and diabetes complications process. This study is aimed at detecting a sensitive biomarker for diabetic pre-diagnosis and predictor of its prognosis, and also at providing a novel therapy for prevention.

糖尿病与肥胖的发生密切相关已成为危害人类健康的重要问题。近年研究报道上调IGFBP-2可延缓肥胖相关性胰岛素抵抗的发生。基于我们发现胰岛素通过PI3K／mTOR通路调控IGFBP-2表达，IGFBP-2血清浓度与胰岛素敏感性成正相关，对糖脂代谢亦有正调节作用。因此，有必要明确IGFBP-2降调代谢性疾病发生发展的分子机制。我们利用转染技术在动物模型（ob/ob,db/db,HFD-ob）和细胞水平上调IGFBP-2蛋白质的表达。1）拟在上述模型中测定靶组织摄取葡萄糖情况和IGFBP-2对血管内皮细胞舒张功能的影响。2）应用ELISA、PCR、免疫印迹的方法检测IGFBP-2是否能够促进胰岛素受体及下游Akt、GSK3的磷酸化。拟阐明IGFBP-2改善能量代谢的分子机制及对糖尿病并发症主要靶组织的调节作用。本研究意在探寻一个敏感的预告基因，可对糖尿病的发生发展作出预警，为临床防治提供新理念。

流行病学研究显示糖尿病已经成为危害我国公共健康的主要问题，并发现肥胖是糖尿病发生的高危因素。近年有研究报道：上调IGFBP-2可以预防肥胖并延缓肥胖相关性胰岛素抵抗的发生。基于我们前期研究基础，证明胰岛素通过PI3K／mTOR信号通路调控胰岛素样生长因子结合蛋白2（IGFBP-2）表达，肥胖症患者IGFBP-2血清浓度与胰岛素敏感性成正相关，同时IGFBP-2对肥胖患者的糖脂代谢亦具有正调节作用。因此，我们进一步明确了IGFBP-2降调代谢性疾病发生发展的分子机制。.我们获得了如下研究结果：.在血管内皮细胞舒张与收缩功能的改善情况方面却得到了具有显著统计学差异的结果。IGFBP-2对血管内皮细胞同时具有改善收缩与舒张功能的作用，但在改善舒张功能方面更佳明显。这一结果还需要对NO及内皮素的产生及变化情况进行检测，以进一步明确IGFBP-2在调控血管内皮细胞舒缩功能方面的作用。.研究发现IGFBP-2 的血清浓度降低与脂肪含量增加成正相关，同时破坏胰岛素敏感性，并增加血清甘油三酯的水平。经过调整的其它干扰因素后，IGFBP-2血清浓度仅与极低密度脂蛋白成正相关，且IGFBP-2血清浓度的降低是高低密度脂蛋白血症的一个独立危险因素，但这一结论仍需大量临床数据进一步证实。.我们在脂肪细胞的研究中发现，IGFBP-2在脂肪细胞分化过程中具有重要作用，其可以抑制脂肪细胞中脂类物质的合成。.通过上述实验，阐明IGFBP-2改善能量代谢的分子机制及对糖尿病并发症主要组织的调节作用。基于研究数据，我们猜测IGFBP-2可能时一个敏感的预告基因，其可有效的评估糖尿病并发症的发生发展，同时也为临床防治提供新理念。.