重组腺相关病毒介导的Myostatin Propeptide基因干预对2型糖尿病的影响及其分子机制的研究

2型糖尿病是一种进行性、伴发多脏器病变的慢性疾病，其主要问题是胰岛素抵抗导致糖主要代谢器官如骨骼肌等代谢利用葡萄糖能力下降。我们在ob/ob肥胖小鼠模型中发现转染Myostatin propeptide基因抑制myostatin活性可非常显著地改善ob/ob小鼠骨骼肌的脂肪浸润和胰岛素抵抗。据此，本项目将在高脂饮食诱导糖尿病和db/db 2型糖尿病动物模型中，采用重组腺相关病毒（rAAV）介导的Myostatin propeptide 转基因的方法进一步研究和阐明抑制Myostain 活性在预防和治疗2型糖尿病中的作用及其作用机制。这一研究将为2型糖尿病的预防和治疗提供新的思路，为开发防治2型糖尿病的药物和基因制剂提供新的治疗策略和理论依据。

糖尿病是世界上最常见的代谢性疾病，其发病率呈逐年上升趋势。目前世界上糖尿病患者约有2亿，其中80%以上是2型糖尿病患者。2型糖尿病是以胰岛素抵抗为主，并伴有葡萄糖、蛋白质及脂肪等代谢紊乱的综合征。有研究表明，在肥胖伴糖尿病模型鼠中敲除myostatin基因可以显著抑制脂肪积聚，改善葡萄糖代谢的异常情况。在体内，myostatin主要与myostatin propeptide结合从而抑制myostatin的活性。另有研究表明提前给予MPRO多肽干预可以预防高脂饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗，故而本实验着重研究了MPRO在调节血糖血脂的代谢及胰岛素稳态中起的作用，试图为2型糖尿病的治疗寻找一种新的方法。通过本研究证实：在离体实验中，rAAV-MPRO转染C2C12细胞后MPRO可以增加胰岛素刺激情况下骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取，并能促进糖原的合成，这一现象表明MPRO有助于降低细胞外基质中葡萄糖水平，但myostatin propeptide对胰岛素刺激下的CO2的生成量并无明显影响，即MPRO对胰岛素刺激下的葡萄糖氧化没有影响。经western blot证实在胰岛素刺激下MPRO的上述作用是通过激活PI3K/Akt通路，增加细胞膜上Glut4的分布及抑制GSK-3β活性实现的。不仅如此，我们还成功制备了转染rAAV-GFP及rAAV-MPRO的db/db小鼠和C57/6J小鼠动物模型，经治疗24周后发现rAAV-MPRO组较rAAV-GFP组和Control组糖尿病小鼠空腹血糖明显降低，葡萄糖耐量和胰岛素抵抗情况明显改善，总胆固醇、甘油三酯等指标亦明显下降，而血清中游离脂肪酸含量虽有所下降但无统计学差异。实验结束后，通过对各组小鼠的组织观察并称重，发现给予rAAV-MPRO干预不仅可以明显促进肌肉生长，减轻肌肉组织中脂肪的浸润，还可以促进脂肪的重新分布，即rAAV-MPRO组较rAAV-GFP组和Control组棕色脂肪增多，白色脂肪减少。另外，提前给予rAAV-MPRO干预能预防高脂饮食诱导的糖尿病小鼠血糖，血脂（主要是甘油三酯和总胆固醇）的升高，减轻高脂饮食导致的糖耐量异常，改善血清中胰岛素水平，但其体重、FFA水平无明显差异，最终降低了C57小鼠的糖尿病发病率。综上所述， MPRO极有可能作为2型糖尿病预防和治疗的一种新方法。