Insig-1/SREBP-1c通路在水飞蓟宾保护β细胞糖脂毒性中的机制研究

Pancreatic β cell glucolipotoxicity is one of the major causative factors of β cell dysfunction. High glucose induced FFA synthesis leads to β cell apoptosis, impaired glucose stimulated insulin secretion (GSIS) and lipid accumulation. In the recent years, SREBP-1c, a important lipogenic transcription factor, has been found to be involved in the regulation of genes which cause insulin secretion. Insig-1 is a novel upstream regulatory factor of SREBP1-c. The upregulation of Insig-1 has been found to decrease SREBP1-c thereby inhibiting lipid synthesis. Our previous study has revealed that the overexpression of Insig-1 leads to the inhibition of SREBP1-c expression and subsequent improvement of β function. In consistent with the findings reported by one study which reveals that silibinin upregulated the expression of Insig-1 in mouse preadipocytes（3T3-L1）, our preliminary experiments also demonstrated that silibinin upregulated Insig-1 expression in β cell and led to improved β cell function. Here, we explore further whether or not silibinin could achieve this via Insig-1/ SREBP-1c pathway, which is a new way to protect the β cell from glucolipotoxicity. This project will use lentiviral construction, cell transfection, luciferase reporter gene and electrophoretic mobility shift assay screening upstream of the transcription factor. The main objective would be undergo in vitro and in vivo experiments to unravel the molecular mechanism underlying β cell protection against glucolipotoxicity by silibinin and provide new avenues for further research.

β细胞的糖脂毒性是β细胞功能失调的关键原因之一，高糖及高FFA的共同作用导致了β细胞凋亡、胰岛素分泌减少和细胞内脂质沉积。SREBP-1c是调控脂质合成的重要转录因子，而Insig-1是新近发现的SREBP-1c上游调控因子，上调Insig-1抑制SREBP-1c转录导致细胞内脂质合成减少。我们前期的研究发现，过表达Insig-1通过抑制SREBP-1c的表达改善β细胞的功能，SUN等研究及我们的预实验中分别发现水飞蓟宾能上调3T3-L1及β细胞Insig-1的表达，抑制脂肪生成及改善高糖、高FFA导致的β细胞凋亡。因此，我们推测水飞蓟宾可能通过Insig-1/ SREBP-1c这一新的途径来保护β细胞的糖脂毒性。为了证实这一假说，本研究拟运用慢病毒siRNA构建、细胞转染、EMSA等方法从整体-细胞-分子三个层面探讨水飞蓟宾保护β细胞糖脂毒性的分子机制，为β细胞的糖脂毒性保护提供新靶标。

1．项目的背景 .胰岛β细胞的功能失调是2型糖尿病的重要发病机制之一，而β细胞的糖脂毒性（glucolipotoxicity）是导致β细胞功能失调的关键原因之一。固醇调节原件结合蛋白-1c（SREBP-1c）是调控脂质合成的重要转录因子，近年来也发现其参与胰岛素分泌相关基因的调控，而胰岛素诱导基因-1（Insig-1）是SREBP-1c上游调控因子，上调Insig-1抑制SREBP-1c的转录导致细胞内脂质的合成减少。水飞蓟宾(silibinin) 是指从菊科药用植物水飞蓟种子的种皮中提取所得的一种黄酮木脂素类化合物，本研究探讨水飞蓟宾是否可能够通过上调Insig-1基因的表达并抑制SREBP-1c的转录减少脂质的合成来改善β细胞的糖脂毒性。.2．研究内容.体应用水飞蓟宾干预INS-1细胞及慢病毒Insig-1干扰INS-1细胞及水飞蓟宾干预糖尿病大鼠，从体外内水平探讨水飞蓟宾通过Insig-1/SREBP-1c保护β细胞糖脂毒性的机制。.3．重要结果.1）水飞蓟宾能够减轻糖脂毒性所致的β细胞凋亡、胰岛素分泌减少及细胞内脂质沉积。.2）水飞蓟宾通过Insig-1/SREBP-1c通路抑制INS-1细胞内脂质合成，减轻胰岛素分泌，减少细胞凋亡。.3）水飞蓟宾对高脂饮食小鼠的胰岛β细胞具有保护作用，其机制可能与调节Insig-1/SREBP-1c途径及增加抗氧化活性有关，且长期口服水飞蓟宾安全性良好。.4.关键数据.30.0 μM 水飞蓟宾显著改善高糖诱导的INS-1细胞活力，水飞蓟宾部分改善高糖诱导后的GSIS,水飞蓟宾通过上调IRS-2, PDX-1 及INS,下调UCP-2促进胰岛素分泌，水飞蓟宾通过Insig-1/SREBP-1c途径抑制细胞内脂质合成。.与高脂（HF）组相比，高脂+水飞蓟宾组（HFS）组小鼠胰岛分泌功能明显改善、血糖水平降低，胰岛组织脂质含量、氧化应激水平及凋亡水平均降低；水飞蓟宾促进胰岛组织Insig-1的表达，抑制SREBP-1c和FAS的表达。.5.科学意义.本研究成果证明水飞蓟宾通过Insig-1/SREBP-1c通路调控β细胞功能，在体外及体内水平均能减少高糖诱导的β细胞凋亡、细胞内脂质合成及增加胰岛素抵抗，对于目前肥胖症及糖尿病的治疗增加了新的靶点，水飞蓟宾因其安全有效，可能作为一种新的减肥药及降糖药物应用于临床并具有广泛的应用前景