基于自噬理论探讨黄芩苷改善肝脏胰岛素抵抗的作用及其作用机制研究

Insulin resistance is not only the risk factors of type 2 diabetes, hyperlipidemia and metabolic syndrome, but also the early pathophysiological basis of these diseases. However, the available effective treatment is still rare, it has become a global public health problem. We found that baicalin can improve high-fat diet induced obesity and dyslipidemia, attenuates liver lipid deposition, ameliorate insulin resistance. When insulin resistance occours, autophagy was significantly suppressed. Our results showed that baicalin can activate AMPK, inducing autophagy. Therefore we propose that Baicalin improving insulin resistance by activativing of AMPK/mTOR ULK1, and enhacing autophagy. In this study ,using long-term high fat diet induced insulin resistance model, we will first investigated the effect of baicalin on insulin resistance. Secondly, we will focus on the mechanism of baicalin in AMPK/mTOR/ULK1 signalling pathway by gene-revised mice model . In recently years , the research on this topic remains few. Project outcomes are expected to improve the understanding of treatment effects of baicalin and to positively impact clinical practice involving patients with diabetes and to facilitate drug development.

胰岛素抵抗是引发糖尿病、代谢综合征等许多疾病共同的病理生理基础，但至今缺乏有效的治疗方法。申请人前期研究表明，黄芩苷能够改善高脂饮食诱导的肥胖和血脂紊乱，减轻肝脏脂质沉积，改善胰岛素抵抗；当机体发生胰岛素抵抗时自噬则被显著抑制，黄芩苷可以激活AMPK，诱导自噬的发生。因此我们提出假说：黄芩苷改善胰岛素抵抗的作用机制可能与其激活AMPK/mTOR/ULK1通路，增强自噬表达有关。本项目基于自噬理论，分别从整体和离体水平探索黄芩苷对肝脏胰岛素抵抗的改善作用，在此基础上，进一步利用基因沉默和基因敲除技术，观察黄芩苷对AMPK/mTOR/ULK1信号通路的影响。目前国内外未见有关黄芩苷通过激活AMPK/mTOR/ULK1通路，增强自噬而改善胰岛素抵抗的报道，故本项目具有创新性，这将为胰岛素抵抗的机制研究提供理论基础，为今后深入开发新型的治疗2型糖尿病和其他代谢疾病的的药物提供实验依据。

糖尿病是影响全球人类健康的主要疾病之一。 更为可怕的是，糖尿病容易导致多种并发症， 严重影响人类生存，影响人们生活质量。因此，开展糖尿病发病机制及防治措施的研究是我国糖尿病病领域丞待解决的难题。.本课题分别从整体跟离体水平探讨黄芩苷对胰岛素抵抗的作用及其机制。采用高脂饮食诱导胰岛素抵抗模型，研究表明黄芩苷可以调节胰岛素抵抗小鼠血脂紊乱，减轻体重，改善糖耐量和胰岛素耐量异常，降低空腹血糖、血清胰岛素水平和胰岛素抵抗指数，改善高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性和脂质沉积，同时黄芩苷可以诱导自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I的表达，透射电镜下观察，黄芩苷处理后的细胞出现大量的大小不等的自噬泡，并在电镜下看到包裹着线粒体的自噬小体。在离体水平，采用0.2 mmol·L棕榈酸（PA）处理大鼠肝脏间质细胞（BRL-3A 细胞），并给予相应药物进行干预，检测葡萄糖消耗量和甘油三酯含量；Western blot法检测自噬蛋白LC3-I和LC3-II的表达，RT-qPCR法检测自噬基因Beclin1的表达。研究表明经PA处理之后BRL-3A细胞出现葡萄糖的摄取和利用障碍，以及脂代谢紊乱，证明胰岛素抵抗细胞模型复制成功。而LC3-II/LC3-I和Beclin1 mRNA的表达均明显减少，表明细胞自噬被抑制。黄芩苷高、低剂量组均能增加BRL-3A细胞对葡萄糖的消耗量，减少甘油三酯水平；LC3-II/ LC3-I和Beclin1 mRNA的表达也明显增加，且黄芩苷高剂量比低剂量效果明显。因此本研究表明黄芩苷可以增加BRL-3A细胞对葡萄糖的摄取利用，减轻脂质代谢紊乱，从而改善胰岛素抵抗，具体作用机制可能与其诱导细胞自噬有关。.课题还研究了黄芩苷可有效降低血糖，减轻肾组织损伤，改善肾功能，防治糖尿病肾病，其可能是通过降低MDA的表达，增加CAT和Mn-SOD的表达，清除氧自由基，维持机体氧化应激平衡有关.本课题将为胰岛素抵抗和糖尿病及其相关并发症的机制研究提供理论基础，为今后深入开发新型的治疗2型糖尿病和其他代谢疾病的的药物提供实验依据。