磷酸磷脂酶Lipin1缺失在糖尿病痛性神经病变自噬紊乱中的作用机制探讨

Autophagy plays an important role in the development of Diabetic Painful Neuropathy(DPN) , one common complication of diabetes lack of effective treatments. Lipin1 is a phosphatidic acid phosphatase (PAP) enzyme that catalyzes the dephosphorylation of phosphatidic acid to form diacylglycerol (DAG), activate PKC and its downstream signaling pathways, and participate in the formation of autophagic bodies and maturity. Given its PAP1 activity, the Lipin1 plays an important role in forming autophagic bodies while the absence of Lipin1 may harm the formation of autophagy. In our previous studies we reported the DPN animal model shows decreased autophagy and low level of Lipin1 expression. We hypothesize that low level of Lipin1 contributes to the development of DPN by participating in the formation of autophagy. In this proposal, we aim to evaluate the changes of the expressions of Lipin1 and the disorder of autophagy in the lipin 1 gene-knock animal models, investigate if increasing expression of Lipin 1 is able to ameliorate autophagy disorders. This project will provide the mechanism knowledge of how Lipin1 takes part in DPN, and provide rational background for identifying new targets of treating DPN.

糖尿病痛性神经病变(DPN)是临床常见但疗效欠佳的糖尿病并发症，自噬紊乱在其发病过程中发挥重要作用。Lipin1可以发挥磷脂酸磷酸酶（PAP1）作用，催化甘油二酯（DAG）生成，激活PKC信号通路及下游自噬蛋白的信使，参与自噬小体形成和成熟，因此，具有PAP1活性的Lipin1在自噬反应过程中发挥重要作用，它的缺失可造成自噬小体形成障碍，自噬降低。前期研究发现DPN动物模型坐骨神经中Lipin1表达下调、自噬减弱。我们假说：Lipin1缺失参与了DPN的发生，其机制与自噬紊乱具有相关性。本课题拟观察：DPN病变中外周感觉神经元和髓鞘Lipin1表达和自噬紊乱；Lipin1敲除动物模型体内自噬现象的变化；验证上调lipin1基因表达后是否可纠正自噬紊乱，改善动物模型行为学指标。本研究将探讨Lipin1在DPN中的作用机制，为寻求DPN的治疗靶点提供理论依据。

研究背景：糖尿病痛性神经病变（DPN）是2型糖尿病患者最常见和最复杂的并发症之一，发病机制尚未完全明确，至今尚无特异性病因治疗方法。深入研究DPN的发病机制，寻找缓解糖尿病神经病理痛的有效途径，是目前亟需解决的重大问.DPN存在显著自噬紊乱，而Lipin1是具有磷脂酸磷酸酶（PAP1）活性，在甘油三酯、磷脂合成过程具有重要作用。基于Lipin1在脂代谢包括磷脂代谢中所存在的关键作用, 决定了Lipin1在保持正常外周神经传导功能中扮演重要角色。Lipin1缺失小鼠出现脱髓鞘和轴索变性等外周神经病变，增加Lipin1表达会提高细胞内甘油二酯（DAG）水平，而DAG作为第二信使可激活PKD，是哺乳动物细胞自噬所必须的。结合Lipin1与自噬的相关性，我们提出以下假说：Lipin1的缺失参与了糖尿病痛性神经病变的发生，其机制可能与自噬紊乱有关。.研究内容：Lipin1的缺失参与了糖尿病痛性神经病变的发生，其机制可能与自噬紊乱有关。.研究结果：本研究通过体内、体外试验证明：DPN动物模型中背根神经节（DRG）和坐骨神经中Lipin1表达下降，出现脂代谢紊乱，自噬反应增强，DRG和坐骨神经出现脱髓鞘等形态学改变；通过改变DPN动物模型中Lipin1的表达水平，可调控脂代谢及自噬相关分子蛋白水平，改善DRG和坐骨神经形态学改变，改善DPN。同时在研究过程中我们发现Lipin1表达下降与糖尿病认知功能障碍的发生密切相关，相关的机制可能包括DAG含量下降，导致PKD磷酸化减少，进而影响ERK-BDNF、Limk1-Cofflin信号通路的激活，使突触可塑性减弱，引起认知功能障碍。.科学意义：本研究提供了糖尿病神经病变新的发病机制，提供了潜在的治疗靶点，为将来药物治疗提供了可能的新靶点。