Ghrelin抑制糖脂毒性诱导的心肌胰岛素抵抗的分子机制研究

Heart-blood disease induced by diabetes mellitus(DM) is one cause of disabality and death. Ghrelin is a micromolecule peptide which can improve growth hormone secretion and appetite and lipide absorption and lipid formation.It is related with heart-blood energy metabolism and insulin resistance of 2 type DM. We found ghrelin can inhibit insulin resistance induced by glucotoxicity and lipotoxicity in cardiomyocyte in early study. But the mechanism is not clear. The object of study is cardiomyocyte cultured in vitro. We utilize the methods of morphology and biochemistry and molecular biology to study the effect of ghrelin on PI3K/AKT pathway and the iter protein ofPI3-kinase/AKT pathway glucose transporter 4 (GLUT4), peroxisome proliferators(PPARr) and AMP activated protein kinase (AMPK) genes in downstream. The aim is to elucidate the molecule mechanism of ghrelin to inhibit insulin resistance of cardiomyocyte and to provide the rationale of the new target in prevent and treat myocardial damage of DM of ghrelin.

糖尿病引起的心血管疾病是导致患者致残、致死的主要原因之一。Ghrelin是一个具有促进生长激素分泌、增进食欲、促进脂类吸收和脂肪形成的小分子活性肽，与心血管的能量代谢和2型DM的胰岛素抵抗密切相关。我们的前期研究表明，Ghrelin能够抑制高糖高脂诱导的心肌细胞胰岛素抵抗，但其机制尚不清楚。本项目拟以体外培养心肌细胞为研究对象，应用形态学、生物化学和分子生物学等技术，研究Ghrelin对PI3K/AKT及其下游GLUT4、PPAR-γ、AMPK等通路蛋白的表达或活性的影响，阐明Ghrelin抑制糖脂毒性胰岛的心肌胰岛素抵抗的分子机制，为将Ghrelin作为预防和治疗DM心肌损害的新靶点提供理论基础。

Ghrelin是1999年日本科学家 Kojima发现的小分子活性肽。研究表明ghrelin在心血管的能量代谢、内分泌效应、血管效应及细胞效应方面发挥了广泛的作用，ghrelin对心肌细胞的保护作用可能成为其功能的又一亮点。糖尿病是冠心病的等危症，糖尿病引起心血管并发症的危害性逐渐受到重视。目前国内外并未见ghrelin干预后心肌细胞糖代谢的变化的报道。.本项目拟通过体外培养心肌细胞，分别研究糖脂毒性对心肌细胞糖代谢的影响及Ghrelin干预后对心肌细胞胰岛素抵抗的作用。实验中，我们对体外培养的大鼠心肌细胞，采用不同浓度的葡萄糖5.5和25.0mmol/L；棕榈酸酯0.1和0.5 mmol/L；和Ghrelin 10-6 -10-8mmol/L进行干预，观察干预前后心肌细胞的形态学变化。在功能学上，应用同位素示踪法检测不同糖脂浓度处理时，心肌细胞3氚标记-葡萄糖(3H-G)摄取的变化，评价Ghrelin干预前后心肌细胞的变化。结果表明高糖高脂作用下，心肌细胞形态上发生明显的变化；并且发现高糖高脂作用下，心肌细胞3H-G摄取明显降低，加入Ghrelin后3H-G摄心肌取明显升高，说明糖脂毒性对心肌细胞的直接伤害作用表现为胰岛素抵抗；而Ghrelin可以抑制胰岛素抵抗。. 本项目拟通过研究Ghrelin干预对PI3K/AKT通路蛋白表达的影响，阐明Ghrelin抑制心肌细胞胰岛素抵抗的分子机制。为完成此目标，我们采用了下面步骤进行研究：① 应用Rt-PCR及Real time PCR技术检测GLUT4、PPAR-γ、AMPK的mRNA表达水平；② 应用Western blot 技术检测AKT及其磷酸化水平，分析AKT等蛋白磷酸化是否可被PI3K抑制剂LY2940002阻断。本文观察到Ghrelin提高了心肌细胞对葡萄糖的摄取； 并且提高了大鼠心肌中的PI3K，PAKT， PPAR γ，lxr α，AMPK，GLUT4 mRNA,的表达水平；AKT等蛋白磷酸化可以被PI3K抑制剂LY2940002阻断，说明Ghrelin对葡萄糖的摄取的作用至少与PI3K的/ AKT通路激活有关，可能是由PPAR γ/ lxr α调控。.因此，Ghrelin是改善胰岛素抵抗的重要因子，这将为进一步探究胰岛素的抵抗机制提供理论支持，并且为糖尿病心肌损害的防治提供新的思路和方向。