肝脏中EPO受体信号通路激活PI3K-AKT改善胰岛素抵抗机制的研究

胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要发病机制之一，探索改善胰岛素抵抗的机制是内分泌领域的热点。既往临床观察的结果与我们的预试验均表明促红细胞生成素（erythropoietin, EPO）对胰岛素抵抗具有明显的改善作用，但机制尚不清。我们发现小鼠肝脏中有EPO受体的表达，给予胰岛素抵抗小鼠EPO治疗后，肝脏中PI3K-AKT活性增加。我们推测EPO可能通过激活肝脏中EPO受体来上调胰岛素信号通路中的关键因子PI3K-AKT的活性，进而改善糖脂代谢，从而缓解肝脏胰岛素抵抗。本研究将使用无促红细胞生成作用的EPO衍生物作为EPO受体通路的激活因子，并使用腺病毒、shRNA、PI3K抑制剂等手段，分别在动物及细胞水平中重点探讨肝脏中EPO受体信号通路的激活对改善胰岛素抵抗的作用及其机制。通过阐明EPO受体信号通路与胰岛素抵抗的关系，将为改善胰岛素抵抗防治糖尿病提供理论基础和新的线索。

促红细胞生成素（erythropoietin, EPO）的主要作用是促进红细胞的增殖分化，近期有文献报道EPO能够降低2型糖尿病小鼠的血糖，增加胰岛素敏感性。但是EPO对于肝脏胰岛素抵抗的作用及其机制尚不明确。为此，我们在动物及细胞水平建立了高脂诱导的胰岛素抵抗模型，并利用重组人红细胞生成素（rhEPO）干预，检测小鼠血糖、体重及糖耐量，用real-time PCR和western blot检测肝脏及HepG2细胞糖代谢及胰岛素信号通路相关分子基因与蛋白水平的变化，ELISA法检测小鼠体内炎症因子含量。结果发现，高脂喂养的小鼠经rhEPO治疗后，体重、空腹血糖及胰岛素水平明显降低，同时腹腔葡萄糖耐量实验(IPGTT)示糖耐量升高，这一作用是通过EPO促进肝脏AKT的Ser473磷酸化，进而下调糖异生的限速酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）和葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase）的基因和蛋白水平，降低肝脏糖异生。此外，rhEPO能够降低高脂喂养的小鼠体内炎症因子如TNF-α及IL-6的水平，抑制T样受体4（TLR4）、NF-kB以及pJNK的蛋白表达，缓解炎症反应。棕榈酸诱导的HepG2细胞经rhEPO处理后，磷酸化的Akt（pAkt）、叉头转录因子1（pFOXO1）、糖原合成酶激酶（pGSK3β）增加，导致细胞内葡萄糖生成减少。为了进一步验证EPO的作用是通过EPOR介导的，我们随后用含EPO受体（EPOR）ShRNA的腺病毒干扰HepG2细胞，此时EPO不能促进上述蛋白的磷酸化。因此我们的研究首次发现，EPO通过EPOR介导，激活小鼠肝脏及HepG2细胞的PI3K/Akt信号通路，抑制糖异生、促进糖原合成，下调肥胖相关的炎症反应，改善胰岛素抵抗。