胃旁路术后GLP-1促进β细胞胆固醇流出机制研究

Type 2 diabetes is a harmful disease to human health. Excessive cholesterol accumulation in β-cell induced by the imbalance of lipid metabolism is the important pathophysiologic basis of developing diabetes. Therefore,it is significant to explore β-cell cholesterol metabolism. Patiernt of obesity with type 2 diabetes can get remission after gastric bypass. As known GLP-1 significantly increased after gastric bypass.Research on MIN6 cell proved that GLP-1 can improve the expression of intracellular ABCA1 and endonuclear LXRα, then cholesterol efflux and insulin secretion increased. After using LXRα inhibitor the cholesterol was accumulated. We speculate GLP-1 can activate the expression of intracellular ABCA1 and endonuclear LXRα and then promote cholesterol efflux, improve insulin secretion. Based on our preliminary research,we will demonstrate in-vivo GLP-1 is associated with LXRα and ABCA1 during the process of cholesterol efflux in β-cell using ZDF rats and C57BL/6J mice.Further we will explore the relationship between GLP-1 regulating the expression of LXRα、ABCA1 and singnal pathway of cAMP/AMPK in cellular level and in vivo.This project aims to study the metabolism of GLP-1 on cholesterol efflux. The result will bring new understangings to the effect of GLP-1 on improvement of β-cell function.

2型糖尿病是危害人类健康的主要疾病，脂质代谢失衡引起过多的胆固醇在β细胞内蓄积是糖尿病发生重要病理生理基础。因此，探讨β细胞胆固醇代谢具有重要意义。胃旁路术可治疗肥胖型2型糖尿病，现已知胃旁路术后GLP-1明显升高。细胞株研究发现GLP-1可促进β细胞内LXRα、ABCA1表达上调，胆固醇流出、胰岛素分泌增加，LXRα抑制剂作用后细胞内胆固醇蓄积。推测GLP-1可以激活细胞内ABCA1及胞核内LXRα表达，促进细胞内胆固醇流出，从而改善胰岛素分泌。申请者在前期研究基础上，拟通过ZDF大鼠、C57BL/6J小鼠在体论证GLP-1参与β细胞胆固醇流出与LXRα、ABCA1相关；进一步细胞、在体水平研究GLP-1调控LXRα、ABCA1表达与cAMP/AMPK信号通路之间的相互关系。本项目将探讨GLP-1在β细胞胆固醇流出中作用机制，为GLP-1改善β细胞功能方面提出新认识。

项目背景：2型糖尿病是危害人类健康的主要疾病，脂质代谢失衡引起过多的胆固醇在β细胞内蓄积是糖尿病发生重要病理生理基础。因此，探讨β细胞胆固醇代谢具有重要意义。胃旁路术可治疗肥胖型2型糖尿病，现已知胃旁路术后GLP-1明显升高。细胞株研究发现GLP-1可促进β细胞内LXRα、ABCA1表达上调，胆固醇流出、胰岛素分泌增加，LXRα抑制剂作用后细胞内胆固醇蓄积。推测GLP-1可以激活细胞内ABCA1及胞核内LXRα表达，促进细胞内胆固醇流出，从而改善胰岛素分泌。.主要研究内容：在体论证胃旁路手术后对GLP-1水平、FINS（fasting insulin）分泌、血糖的影响。β细胞水平研究GLP-1对AMPK通路的影响，研究GLP-1促进胰岛β细胞胆固醇流出的机制，评估AMPK磷酸化在GLP-1调节胰岛β细胞LXRβ/ABCA1表达中的作用。.重要结果：进一步证实了GLP-1 激活ABCA1介导胆固醇代谢通过激活cAMP/AMPK 信号通路进行传导，阐明其参与胆固醇代谢的机制。成功建立Roux-en-Y胃旁路术（Roux-en-Y gastric bypass，RYGB）2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）大鼠实验动物模型。观察胃旁路术对T2DM大鼠血糖（glucose,GLU）、腹腔注射糖耐量试验（intraperitoneal glucose tolerance test,IPGTT）、空腹胰岛素（fasting insulin,FINS）、胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1,GLP-1）的影响。从在体水平出发，基于iTRAQ、生物信息学技术研究T2DM大鼠RYGB术后胰腺蛋白的差异表达。完成了在体论证胃旁路术对GLP水平以及FINS影响的研究目标。β细胞水平研究结果显示，GLP-1在正常糖浓度下可促进胰岛β细胞ABCA1的表达及胆固醇流出，也可改善糖/脂毒性导致胰岛β细胞胆固醇流出受损，降低糖/脂毒性导致的细胞胆固醇蓄积。GLP-1可通过调节AMPK磷酸化上调LXRβ表达，促进ABCA1的表达及胆固醇流出。探讨了GLP-1促进胰岛β细胞胆固醇流出的机制问题，为往后的进一步研究应用打下基础。