PPARγ介导促红细胞生成素改善肝脏胰岛素抵抗的机制研究

Erythropoietin (EPO) has been shown to have beneficial effects on glucose metabolism and insulin resistance. We recently demonstrated that EPO/EPO receptor (EPOR) pathway activated hepatic phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/AKT to improve insulin resistance in vivo and vitro. However, the precise mechanisms still remain unclear. Peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ) is a nuclear receptor which plays important roles in the regulation of glucose and lipid metabolism. Here, we found that PPARγ knockdown significantly attenuated the ability of EPO to improve PI3K/AKT, and EPO administration increased PPARγ protein level in palmitate-pretreated HepG2 cells, indicating that PPARγ was involved in EPO-induced upregulation of PI3K/AKT in liver. Based on these results, further studies will be performed to explore the molecular mechanism by which PPARγ mediates EPO induced-PI3K/AKT activation with gene knockdown mice and cell models. This study will provide a clue into the specific therapeutic target for EPO improving insulin resistance in type 2 diabetes mellitus.

促红细胞生成素（EPO）在胰岛素抵抗和2型糖尿病治疗中具有潜在作用，我们近期体内和体外实验发现EPO/EPO受体（EPOR）可激活磷酯酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）通路而改善肝脏胰岛素抵抗，但其分子机制不明确。过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）是糖脂代谢相关的核转录因子，我们在细胞水平的研究发现抑制PPARγ表达可拮抗EPO改善PI3K/AKT的作用，同时EPO可上调PPARγ表达，表明EPO可能通过PPARγ而改善肝脏胰岛素抵抗。本研究将通过建立基因敲除的小鼠模型和细胞模型等方法，进一步阐明PPARγ介导EPO上调PI3K/AKT通路活性的分子机制。研究结果将为EPO治疗胰岛素抵抗的分子靶点研究奠定理论基础。

近期研究发现促红细胞生成素（EPO）对小鼠脂肪组织和骨骼肌组织的糖代谢和胰岛素抵抗有明显的改善作用，但EPO对肝脏胰岛素抵抗有何作用及其机制尚不明确。我们研究发现EPO能够显著增加正常或高脂处理的HepG2细胞磷酯酰肌醇3 激酶/蛋白激酶 B（PI3K/AKT）活性以及糖原合成水平，而借助腺病毒介导的RNA干扰抑制HepG2细胞EPOR表达后，EPO的这种作用明显减弱。进一步探讨EPO/EPOR激活AKT通路的机制，我们发现EPO可增加高脂处理的HepG2细胞PPARγ基因和蛋白表达以及PPAR蛋白乙酰化水平，使用腺病毒介导的RNA干扰抑制HepG2细胞EPOR表达后，EPO促进PPARγ基因和蛋白表达的作用减弱。重要的是，PPARγ抑制剂以及PPARγ干扰明显减弱EPO促进HepG2细胞糖原合成以及增加AKT磷酸化的作用。而且，慢病毒介导的高脂喂养C57BL/6小鼠肝脏特异性PPARγ敲除明显减弱EPO改善小鼠糖代谢和激活肝脏PI3K/AKT的作用。同时，我们观察到EPO不仅可促进沉默信息调节因子1（SIRT1）表达，还可通过活化腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）增加NAD+/NADH比值激活SIRT1。而抑制SIRT1表达可减弱EPO增加PPARγ表达和蛋白去乙酰化水平以及AKT磷酸化的作用。我们的实验首次表明，EPO可通过PPARγ介导的PI3K/AKT通路而改善肝脏胰岛素抵抗，同时EPO对SIRT1/PPARγ/PI3K/AKT通路的作用将为EPO改善胰岛素抵抗和治疗2型糖尿病奠定理论基础。