GLUT1在AT1受体自身抗体致子代生命早期肝脏糖代谢紊乱中的机制研究

Early life disorders of glucose metabolism can increase the risk of metabolic syndrome, but the reasons and mechanisms are unclear. Our previous study found that AT1-AA, an autoantibody against angiotensin II-1 receptor that appeared during pregnancy, increased the progenitor glycogen of the offspring first and then decreased, suggesting that AT1-AA is associated with early life sugar metabolic disorders. In this study, we will use the live animal imaging technology to confirm that the AT1-AA can dynamically regulate the translocation of hepatic glucose transporter 1 (GLUT1), resulting in the fetal hepatic glycogen in the third trimester of pregnancy increase first and then decrease in the weaning period. Plasmid transfection /RNA interference technology will be used to identify that the glycosylation abnormality is the key reason of the change of GLUT1 membrane translocation. This study will confirm that "AT1-AA participate in early glycogen disordering process by affecting N-linked glycosylation of GLUT1 and then regulating membrane translocation of GLUT1", which will provide a potential target of AT1-AA-induced metabolism Syndrome.

生命早期的糖代谢紊乱可增加代谢综合征的风险，但原因和机制尚不清楚。我们前期的原创性研究发现，一种在孕期出现的血管紧张素II-1型受体自身抗体（AT1-AA）可使其子代生命早期肝糖原的含量呈现先升高后降低的现象，提示AT1-AA与生命早期糖代谢紊乱相关。本研究将利用小动物活体成像等技术，证实孕鼠体内的AT1-AA通过动态调节其子代肝脏葡萄糖转运体1（GLUT1）的膜转运能力，引起子代肝糖原由孕晚期的升高转为断乳期的降低；利用质粒过表达/RNA干扰等技术，证实蛋白糖基转移酶STT3A/3B表达的变化引起了GLUT1的糖基化修饰异常，这是导致GLUT1膜转运能力改变的关键因素。本研究拟证实“AT1-AA通过动态影响GLUT1的N-连接糖基化修饰作用，进而改变了GLUT1的膜转运能力，最终参与了生命早期的肝糖原代谢紊乱过程”，该研究为早期干预AT1-AA引起的代谢综合征提供新的潜在治疗靶点。

代谢综合征（MetS）是导致糖尿病和心脑血管疾病的危险因素，在我国的发生率逐年上升。近年来，“健康与疾病的发育起源”学说认为，生命早期的糖代谢紊乱可增加MetS的风险，因此探究危害生命早期代谢稳态的病理因素对于早期预防MetS具有重要意义。我们前期的原创性研究发现，一种在孕期出现的血管紧张素II-1型受体自身抗体（AT1-AA）可使其子代生命早期肝脏糖原含量降低，提示AT1-AA与生命早期糖代谢紊乱相关，但具体的关系及相关机制尚不清楚。本项目首先制备高活性的AT1-AA，通过尾静脉注射的方法，建立AT1-AA阳性的孕鼠模型。利用葡萄糖检测试剂盒、PET-CT成像、Western Blot、PAS染色和蒽酮法等方法检测发现，孕晚期（孕18天）时胎鼠肝脏发育受限，胎肝对葡萄糖摄取增加，有氧氧化水平和ATP含量增加，但肝糖原和血糖水平下降。通过免疫组化、Western Blot和膜质蛋白分离提取方法等发现，AT1-AA阳性孕鼠的胎鼠在孕晚期时胎肝细胞葡萄糖转运体1（GLUT1）表达和转运功能增加，肝脏N-连接糖基化转移酶STT3A而非STT3B表达增多。利用膜质蛋白分离提取方法、Western Blot、免疫荧光染色法、GLUT1抑制剂WZB117、N-连接糖基化转移酶抑制剂NGI-1和si-RNA等方法，证实AT1-AA可以通过增加STT3A蛋白表达，从而促进GLUT1蛋白表达和胞膜转运率增加，最终引起细胞葡萄糖摄取增加，培养基中葡萄糖含量减少。提示，为了应对AT1-AA暴露的有害环境，胎鼠肝脏可能通过增加葡萄糖摄取，加强有氧氧化，促进ATP合成，以满足发育所需能量；但同时胎鼠肝糖原储备减少，外周血糖降低，这种不平衡将为其日后的疾病易感性埋下隐患。