游离脂肪酸对小鼠PGC-1a表达的影响及其转录调控机制的研究

PGC-1a是新发现的一种核辅激活因子，对于维持生物体能量动态平衡有重要生理意义。PGC-1a受多种环境因素和激素水平调节，其表达异常与多种代谢性疾病密切相关。血游离脂肪酸水平对PGC-1a的表达影响及其调控机制尚不明确。本项目拟采用棕榈酸和油酸分别处理小鼠原代肝细胞和肌肉细胞, 在基因转录水平，mRNA水平和蛋白水平检测FFA对PGC-1a表达的影响，并明确p38MAPK在该表达调控过程中的作用；通过采用直接点突变和序贯切除突变的方法，逐一或联合突变失活PGC-1a启动子区内的各个调控识别模序，构建突变体和荧光素酶表达基因的融合载体，明确参与该表达调控的识别模序；通过凝胶迁滞实验和染色质免疫沉淀分析，明确参与其中的转录因子，对该转录调控模式予以确认。通过本课题的实施，为理解肥胖导致胰岛素抵抗和2型糖尿病的发病机制提供新的思路，为临床上预防肥胖相关的代谢性疾病提供理论依据。

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1a (PGC-1a)是一种核辅激活因子，广泛参与细胞线粒体的生物合成、机体产热以及糖脂代谢等生理过程，其表达异常与多种代谢性疾病密切相关。本课题的立项，是为了研究机体血浆中脂类水平的升高，尤其是游离脂肪酸( FFA)的升高是否可以通过干扰PGC-1a的表达从而导致胰岛素抵抗，并探讨其中的转录调控模式。.通过本课题的实施，构建了具有PGC-1a 基因启动子区转录活性的报告质粒pGL3-PGC-1a-Luc，在此基础上，构建了失活相关转录因子调控模序的系列点突变融合载体和截除突变载体。通过荧光素酶活性检测、RT-PCR、Western blot、EMSA、ChIP assay初步证实：游离脂肪酸能够刺激小鼠肝细胞和肌肉细胞p38 MAP Kinase的磷酸化，并通过激活p38 激酶，招募转录因子CREBP和Mef2C，作用于PGC-1a的启动子区的CRE和Mef2RE反应原件，促进PGC-1a基因的转录。以上结果提示，游离脂肪酸主要通过p38/CREBP/CRE通路调节PGC-1α启动子的转录活性。在动物实验中我们发现，虽然高脂饮食喂养使小鼠血浆游离脂肪酸水平明显升高，但实验动物肝脏和肌肉中的PGC-1a蛋白表达是下降的。研究结果显示，高脂饮食导致小鼠胰岛素水平增高，后者通过Akt/FoxO1/IRE信号通路抑制了p38 MAPK刺激的PGC-1a基因的转录和表达。且相对于p38 MAPK而言，胰岛素信号通路可能是主要的PGC-1α转录负向调控因子。.由于在实验中发现胰岛素是主要的PGC-1α转录负向调控因子，在完成预期研究计划的基础上，进一步探讨了高胰岛素血症条件下PGC-1α的表达情况及其导致的病理生理改变。结果显示，高胰岛素血症导致高脂饮食喂养的小鼠PGC-1a蛋白表达下降，血脂谱恶化，大血管内皮炎症反应加重，血管内皮细胞增生及可检测的腹主动脉内-中膜厚度的增加。提示高胰岛素血症可能是2型糖尿病患者大血管病变的一个危险因素，PGC-1a蛋白表达的异常可能通过影响线粒体功能参与这一病理过程。另外，我们的研究还发现，PGC-1a可能参与了GLP-1对机体血脂谱的调节。.一名博士及两位硕士研究生参与了本课题的实施并完成学位论文答辩，目前已发表相关科研论文3篇，综述2篇，学位论文3篇。相关研究成果的英文论文正在撰写，拟于近期投稿。