脂肪因子Apelin在肝胰岛素抵抗发生中的作用及其机制研究

脂肪因子Apelin除了在脂肪组织合成和分泌外，还作为孤儿G蛋白偶联APJ受体的配体广泛分布在各种组织中。迄今对Apelin的功能及其与糖尿病的关系仍知之甚少。我们的预实验结果提示Apelin在肝胰岛素抵抗发生中起重要作用。但其作用机制还有待进一步探讨。为此，我们提出假说：Apelin/APJ可能通过诱导氧化应激影响胰岛素信号通路，导致肝胰岛素抵抗的发生。为了验证这一假说，我们通过人肝癌细胞系HepG2、大鼠肝原代细胞和大鼠胰岛素抵抗模型，采用real time PCR、Western blot、腺病毒载体转染、RNA干扰等手段，从分子、细胞、组织以及动物整体水平等多方面探讨Apelin在肝胰岛素抵抗发生中的重要作用，明确Apelin通过诱导氧化应激对肝糖异生和糖原合成的调控机制。本研究将从Apelin这个新视点为揭示胰岛素抵抗的发生机制奠定基础，为2型糖尿病及其并发症的防治提供新的思路。

按课题任务书进行研究，圆满完成原定的研究计划，实现了预期目标，并取得了突出进展，发表SCI论文13篇，在国际学术会议做报告3次，全国学术会议做报告11次。培养5名博士生，博士后2名。.1. 发现APJ受体介导脂肪因子apelin改善肝脏胰岛素抵抗。1）2型糖尿病患者呈现高血糖、高胰岛素血症、胰岛素抵抗；血清中TNF-α、apelin水平升高；2）TNF-α诱导的胰岛素抵抗HepG2细胞、原代小鼠肝细胞及小鼠胰岛素抵抗模型肝组织中糖原含量显著降低；伴随JNK、IRS1 Ser307磷酸化水平升高，IRS1表达减少，Akt、GSK磷酸化水平下降，胰岛素信号通路被抑制；3）胰岛素抵抗小鼠空腹血糖升高。Apelin处理后肝组织中糖原含量增多；JNK磷酸化水平降低，IRS1表达增加，IRS1 Ser307磷酸化水平下降，Akt、GSK磷酸化水平上升，胰岛素信号通路被激活；而apelin处理对照组细胞和小鼠，肝糖原水平和胰岛素信号通路均不发生显著变化。表明脂肪因子apelin不影响正常的肝糖代谢；而在肝脏胰岛素抵抗状态下，apelin可能通过激活胰岛素信号通路促进肝糖原合成，从而改善胰岛素抵抗；4）在HepG2细胞、原代小鼠肝细胞和小鼠肝组织中均检测到apelin特异性受体APJ的表达。用APJ受体的拮抗剂F13A预处理胰岛素抵抗的肝细胞和小鼠，apelin的保护作用受到抑制。表明APJ受体介导apelin在肝脏胰岛素抵抗中的作用。.2. 发现Apelin通过改善胰岛素敏感性在糖尿病心肌损伤中起保护作用。1）ob/ob小鼠血清和心肌组织中Apelin、TNF-α和ROS含量均显著增高；2）TNF-α可显著增加心肌H9c2细胞内糖含量，出现胰岛素抵抗，Apelin的表达增加；3）Apelin处理可使胰岛素抵抗H9c2细胞内糖含量降低，并抑制ob/ob和胰岛素抵抗C57/BL6小鼠心肌细胞凋亡，缩小缺血后梗死面积；4）Apelin显著抑制TNF-α和缺氧诱导的iNOS蛋白表达，降低ROS水平；4）Apelin处理后胰岛素抵抗心肌细胞和小鼠心脏组织JNK 磷酸化水平降低，IRS1 Ser307 磷酸化水平下降，AKT、GSK磷酸化水平上升，胰岛素信号通路被激活；5）Apelin受体竞争性拮抗剂APJ和Apelin-si-RNA可以在整体动物和细胞水平抑制胰岛素信号通路的激活。