DPP4非酶学功能介导的PAR2/GSK-3β/PGC-1α信号通路在2型糖尿病认知功能障碍中的作用及机制研究

基本信息
批准号:81770829
项目类别:面上项目
资助金额:56.00
负责人:郑天鹏
学科分类:
依托单位:桂林医学院
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张晓溪,方方,廖沁园,王彦超,胡雪苹,顾廉洁,潘海东
关键词:
2型糖尿病线粒体氧化应激二肽基肽酶IV认知功能障碍
结项摘要

The onset and development of cognitive impairment are promoted by type 2 diabetes, however, the underlying mechanism remains unclear. Recent studies found that increased dipeptidyl peptidase-4 (DPP4) enzymatic activities played an important role in the pathogenesis of type 2 diabetes-induced cognitive impairment and the mechanism was related to the degradation of GLP-1, however, to our knowledge, no study has evaluated the pathogenetic role of nonenzymatic function of DPP4 in type 2 diabetes-induced cognitive impairment. Recently, our original findings indicated that DPP4 was overexpressed in the hippocampus of type 2 diabetic mice, after silencing GLP-1 receptor expression in the hippocampus, DPP4 inhibitors treatment still effectively reversed hippocampal mitochondrial dysfunction, oxidative stress damage and cognitive impairment in type 2 diabetic mice via blocking PAR2/GSK-3β/ PGC-1α signaling pathway mediated by the nonenzymatic function of DPP4. Accordingly, in this study we will perform virus transfection, transmission electron microscope, Western blot and immunofluorescent staining, etc, to prove the role of PAR2/GSK-3β/PGC-1α signaling pathway mediated by nonenzymatic function of DPP4 in hippocampal mitochondrial biogenesis, fusion/fission, antioxidant enzymes, oxidative stress and cognitive impaitment in vivo and in vitro. This research aims to provide new therapeutic targets for the early prevention and treatment of cognitive impairment in type 2 diabetes.

2型糖尿病促进认知功能障碍发生发展,但具体机制不明。近期研究发现高糖环境下二肽基肽酶4(DPP4)酶学活性增高是导致认知功能障碍发生的重要原因,机制与其分解底物GLP-1有关,但现有研究均未探讨DPP4非酶学功能在认知功能障碍中的可能致病作用。本课题组前期研究表明,2型糖尿病小鼠海马DPP4表达增高,抑制海马GLP-1受体表达后,DPP4抑制剂仍可有效改善小鼠海马神经元线粒体功能紊乱、氧化应激损伤和认知功能障碍,机制可能与阻断DPP4非酶学功能介导的PAR2/GSK-3β/PGC-1α信号通路有关。据此,本课题采用病毒转染、透射电镜、蛋白印迹、荧光染色等方法,在活体和细胞水平,阐明DPP4非酶学功能介导的PAR2/GSK-3β/PGC-1α信号通路在海马神经元线粒体生物合成、融合分裂,抗氧化酶,氧化应激,细胞凋亡和认知功能障碍中的作用,旨在为2型糖尿病诱发的认知功能障碍提供早期干预靶点。

项目摘要

二肽基肽酶-4(DPP4)已被证明通过酶学和非酶学途径发挥其功能。DPP4在糖尿病相关认知障碍中的非酶学功能尚不清楚。我们测定了2型糖尿病患者和db/db小鼠中DPP4蛋白浓度或其酶活性,并测试了DPP4的非酶学功能对线粒体功能障碍和认知障碍的影响。结果表明,DPP4活性升高是2型糖尿病患者发生轻度认知损害(MCI)的独立危险因素。此外,DPP4在db/db小鼠的海马区中高表达,并导致线粒体功能障碍和认知障碍。从机制上讲,DPP4可能与海马中的PAR2结合并触发GSK-3β激活,从而下调过氧化物酶体增殖物激活受体γ-辅激活因子1α的表达,导致线粒体功能障碍,从而促进糖尿病患者的认知障碍。我们的研究结果表明,DPP4的非酶功能可能促进糖尿病患者的线粒体功能障碍和认知障碍。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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