Nrf2-ARE信号通路在羟基红花黄色素A改善胰岛素抵抗中的作用及机制研究

Insulin resistance is the major cause of type2 diabetes and its complications.Oxidation stress causes insulin resistance directly. The effects of anti-inflammatory and anti-oxidation of Saffor Yellow A(SY) have been proved by clinical practice and pharmalogical studies.The preliminary studies of our group found that SY improved the glucose metabolism status by increase the sensitivity of insulin and the mRNA level of Nrf2 and its target genes including HO-1，Nqo1，Gclm decreased significantly in diet induced obese mice. Because HSYA is the main component of SY, we propose the hypothesis that HSYA increases the sensitivity of insulin by decreasing reactive oxygen spieces through Nrf2-ARE pathway.We will explore the effects and the mechanism of HSYA on Nrf2-ARE pathway on the overall levels of obese mice model ,tissues and cells.The results can clarify the mechamism and targets of SY improved insulin resistance, which will offer solid experimental base for HSYA as a Nrf2 agonist to the treatment of type2 diabetets and its complications.

胰岛素抵抗是2型糖尿病及其并发症发生发展的主要原因，氧化应激可直接导致胰岛素抵抗。临床和药理研究证实红花黄色素A（Saffor Yellow A，SY）具有抗炎、抗氧化的作用。本课题组前期研究中首次发现SY能够降低肥胖小鼠空腹血糖，增加胰岛素敏感性，并发现肥胖小鼠皮下脂肪组织中重要的抗氧化因子核因子E2相关因子2（Nrf2）及其靶基因mRNA水平明显降低。由于羟基红花黄色素A（HydroxySaffor Yellow A，HSYA）是SY的主要有效成分，本研究提出"HSYA通过激活Nrf2-ARE途径促进抗氧化酶的表达，从而降低活性氧簇产生改善胰岛素敏感性"的假说。并从整体、组织和细胞水平探讨HSYA对Nrf2-ARE通路的影响及相关作用机制，其结果将阐明HSYA改善肥胖胰岛素抵抗的作用机制，为将来开发HSYA作为Nrf2的激动剂，增加胰岛素敏感性的药物打下坚实的实验基础。

胰岛素抵抗是肥胖及2型糖尿病等发生发展的主要原因，氧化应激可直接导致胰岛素抵抗。研究表明红花黄色素（SY）具有抗炎、抗氧化的作用。本课题组前期研究中首次发现SY能够降低肥胖小鼠的血糖，增加胰岛素敏感性，并发现肥胖小鼠皮下脂肪组织中的抗氧化因子核因子E2相关因子2（Nrf2）及其靶基因mRNA水平明显降低。羟基红花黄色素A（HSYA）是SY的主要有效成分，本研究从整体、组织和细胞水平探讨HSYA对肥胖小鼠胰岛素敏感性的影响及其与氧化-抗氧化应激系统的关系。给予高脂饮食诱导肥胖小鼠腹腔注射HSYA干预20周，行葡萄糖耐量试验（IPGTT）和胰岛素耐量试验（IPITT），同时收集血清，测定血糖、血脂、肝肾功等生化指标和氧化应激及抗氧化应激指标，通过比色法观察HSYA处理后，小鼠脂肪组织和肝脏组织中氧化应激及抗氧化应激指标的变化，并通过RT-qPCR的方法，观察HSYA处理后，小鼠脂肪组织和肝脏组织中Nrf2及抗氧化酶、炎性因子等表达的变化。此外，培养小鼠3T3-L1前脂肪细胞系并诱导分化为脂肪细胞，给予HSYA干预，通过RT-qPCR的方法，观察 HSYA 对小鼠脂肪细胞中Nrf2及抗氧化酶表达的影响。结果发现，HSYA能改善高脂饮食诱导肥胖小鼠的胰岛素敏感性，减少脂肪含量。HSYA干预后，肥胖小鼠的白色脂肪组织重量及体脂含量分别减少了38.4 %和33.4 %。HSYA还能改善糖代谢和肝功能、减轻机体炎症反应。进一步在组织水平发现，HSYA能使肥胖小鼠内脏、皮下脂肪组织和肝脏组织SOD活力分别增加到对照组的1.2倍、1.5倍和1.2倍。HSYA还能增加脂肪组织和肝脏组织的抗氧化酶mRNA表达，使肥胖小鼠附睾脂肪组织中抗氧化酶SOD1和GCLC的mRNA水平分别增加至高脂饮食对照组的1.3倍和1.5倍，肝脏组织中GCLC的mRNA水平增加至高脂饮食对照组的1.4倍。在细胞水平也发现，HSYA能增加脂肪细胞中抗氧化酶mRNA表达，HSYA干预后HO-1的mRNA水平增加到对照组的1.43倍。本课题初步阐明了HSYA能增加脂肪组织抗氧化酶的表达、改善肥胖胰岛素抵抗、降低体脂含量，为将来开发HSYA作为增加胰岛素敏感性、治疗肥胖等疾病的药物打下实验基础。