活血降糖饮通过Scrib/YAP对胰岛β细胞脂性凋亡的影响及机制

Islet β cell lipotoxic apoptosis plays vital role in development of type 2 diabetes. In recent research, Hippo pathway has been proved to control cell growth and apoptosis, including in β cell. In Hippo pathway, the activation and location in cell nuclear of YAP will determine cell growth or apoptosis, which is mediated by Scrib. In our previous research, Scrib was decreased in lipotoxic rats while up regulated by Huoxue-Jiangtang Decoction, so we presume that by regulating the expression of Scrib, Huoxue-Jiangtang Decoction will influence the activation and location of YAP, thus, inhibit β cell apoptosis. Based on the above, type 2 diabetes rat model will be applied in this study to investigate the impact of lipotoxicity on Hippo signal pathway, and the effect of Huoxue-Jiangtang Decoction on Scrib/YAP protein expression, YAP sub-cell location, so as to elucidate the therapeutic effect of Huoxue-Jiangtang Decoction on lipotoxicity and β cell apoptosis.

β细胞脂性凋亡是导致2型糖尿病发生发展的重要因素之一。近年来研究发现Hippo信号通路在调控细胞生长、凋亡方面具有重要作用，对β细胞亦有调控作用；而YAP的活化以及在细胞核内的变化决定了Hippo信号通路最终介导细胞生长还是细胞凋亡；有研究表明，Scrib蛋白具有调控YAP蛋白表达和活化的作用。项目组前期研究表明，脂毒性损伤大鼠体内Scrib蛋白下调，经活血降糖饮干预后恢复，基于此结果，我们大胆推测活血降糖饮能通过调节Scrib蛋白表达，影响YAP蛋白活性及在细胞核内的活动，从而抑制β细胞脂性凋亡。本研究以此为切入点，建立2型糖尿病大鼠模型，应用分子生物学、分子免疫学等技术，探讨脂毒性损伤对Hippo通路的影响，以及活血降糖饮的干预对Scrib/YAP蛋白表达、YAP的亚细胞定位等Hippo通路中关键的信号转导的影响，探讨活血降糖饮对脂毒性损伤的治疗作用以及对β细胞脂凋亡的保护作用和机制。

该项目在研究中发现：Hippo信号通路在调控细胞生长、凋亡方面具有重要作用，对β细胞亦有调控作用，Scrib蛋白具有调控YAP蛋白表达和活化的作用；活血降糖饮可以先显著改善2型糖尿病大鼠的糖脂代谢及胰岛素抵抗，增加胰岛素敏感性，促进胰岛素分泌；活血降糖饮可以显著降低血清FFA水平，显著提高肝糖原、肌糖原和糖原合酶水平，促进肝葡萄糖代谢，并显著改善氧化应激水平；脂毒性损伤的2型糖尿病大鼠体内Scrib蛋白下调，活血降糖饮可以通过上调Scrib、BCL-2等蛋白表达，降低Yap、TEAD、Mst2、Lats1等蛋白表达，抑制凋亡前体蛋白Puma表达，抑制BAX、Caspase-3表达，进而抑制脂毒性损伤所致的β细胞凋亡。活血降糖饮对BMP信号通路Smad1、Id2等蛋白没有显著影响。此外，活血降糖饮主要作用的信号通路有PI3K-Akt、MAPK等信号通路，网络药理学分析富集通路分析中也得到了验证。同时，活血降糖饮可以显著增加肠道Lactobacillaceae、Lachnospiraceae等有益菌的种类和数目，而降低如Prevotellaceae和Porphyromonadaceae等致病菌种类，显著增加丁酸盐产生菌所产生的丁酸盐；相关性分析显示，活血降糖饮调控的肠道菌群与空腹血糖、血脂和胰岛素抵抗显著相关，被调控的肠道菌群主要涉及的是糖脂代谢和胰岛素信号通路。活血降糖饮可以对活血降糖饮复方的主要有效组分的进一步的研究发现，羟基红花黄色素A系首次发现其一种具有发现一种具有潜在2型糖尿病及糖尿病肾病治疗作用的中药单体，为中药防治糖尿病的新药开发研究提供了很好的理论基础和研究思路。