SIRTs/PPARs/FABP3在氧化苦参碱改善骨骼肌胰岛素抵抗中的作用及机制

Insulin resistance (IR) is a common pathological basis of metabolic disease, excessive fatty acid metabolic products and lipid deposition is an important reason for the formation of IR in skeletal muscle. SIRTs/PPARs/FABP3 regulatory network has an important role in the regulation of fatty acid metabolism in skeletal muscle. Preliminary studies confirmed: oxymatrine can significantly reduce the high-fat induced lipid deposition in skeletal muscle of rats, ameliorate IR，up-regulate the expression of SIRT1, SIRT2, PPARα, β, γ and FABP3. However, how the regulatory network SIRTs/PPARs/FABP3 works under oxymatrine intervention to improve IR in skeletal muscle remain unknown. The project is based on the work of preliminary studies to clarify the effects and its mechanism by which oxymatrine exerts on lipid metabolism in skeletal muscle. In this study, high-fat induced IR rat model and L6 skeletal muscle cells IR model will be used, and the technology of gene transfection, Co-IP, confocal laser, ChIP, EMSA, as well as reporter gene assays will also be used for exploring the mechanism of IR alleviation in skeletal muscle by oxymatrine. This project has a great significance for the in-depth understanding of the molecular mechanism of the formation of skeletal muscle IR and identifying of new drug targets.

胰岛素抵抗（IR）是代谢性疾病的共同病理基础，脂肪酸代谢异常及脂质过度沉积是骨骼肌IR形成的重要原因。SIRTs/PPARs/FABP3调控网络对骨骼肌脂肪酸代谢的调节具有重要作用。前期研究证实：氧化苦参碱可明显降低高脂引起的大鼠骨骼肌脂质沉积，缓解IR，上调SIRT1、SIRT2、PPARα、β、γ和 FABP3表达。然而，在骨骼肌中SIRTs/PPARs/FABP3各成员的相互作用模式以及氧化苦参碱如何通过影响这一调控网络改善IR尚不清楚。本项目拟在前期研究工作的基础上，以高脂诱导的大鼠及L6骨骼肌细胞IR模型为研究对象，通过基因转染、Co-IP、激光共聚焦、ChIP、EMSA以及报告基因分析等技术，研究骨骼肌SIRTs/PPARs/FABP3的作用模式，阐明氧化苦参碱对骨骼肌细胞脂质代谢的影响及作用机制。本项目对深入了解骨骼肌IR形成的分子机制、寻找新的药物作用靶点具有重要意义。

胰岛素抵抗是代谢性疾病的共同病理基础，脂肪酸代谢异常及脂质过度沉积是骨骼肌胰岛素抵抗形成的重要原因。SIRTs/PPARs/FABP3调控网络对骨骼肌脂肪酸代谢的调节具有重要作用。氧化苦参碱可降低高脂引起的大鼠骨骼肌脂质沉积，但其以何种作用机制影响SIRTs/PPARs/FABP3调控网络，进而影响骨骼肌脂代谢尚需阐明。.本项目建立了高脂诱导的大鼠和L6肌细胞胰岛素抵抗模型，观察氧化苦参碱对动物和细胞胰岛素抵抗状态及脂代谢的影响，对胰岛素信号通路及脂肪酸代谢关键分子表达的影响。研究了骨骼肌SIRT1、SIRT2与PPARα、β、γ以及FABP3之间的相互作用及转录调控关系。.结果显示：高脂肪饮食增加体重，血糖，INS和TG水平，并导致胰岛素抵抗和骨骼肌脂质积累，提升了氧化应激水平。而氧化苦参碱治疗抑制了体重、血糖、INS和TG的增加，缓解了胰岛素抵抗的水平以及骨骼肌脂质积累，改善了氧化应激状态。高脂肪饮食抑制了大鼠骨骼肌PPARα、PPARD、PGC1α、CPT1β、MCAD和AMPKα的表达水平，同时增加了FAT和FABP3的表达水平。 氧化苦参碱上调了SIRT1、SIRT2、PPARα、PPARD、PGC1α、CPT1β、MCAD和AMPKα的表达，并进一步增加了FAT和FABP3表达水平。氧化苦参碱处理促进脂肪酸的摄取和氧化，并导致SIRT2和PPARD的表达上调，同时，PPARD的靶基因PGC1α、FAT 、FABP3、CPT1β和LCAD亦表达上调。沉默PPARD 或 SIRT2表达使氧化苦参碱上调这些基因以及促进脂肪酸的摄取和氧化被部分削弱。沉默SIRT2表达抑制了PPARD及其靶基因的表达，而沉默PPARD表达也下调了SIRT2水平。SIRT2/ PPARD可能作为正反馈形式参与脂质代谢的调节。氧化苦参碱通过调节SIRT2/ PPARD和其下游的基因表达加速了骨骼肌细胞的脂肪酸代谢。转录调控研究发现，SIRT1、SIRT2与PPARβ存在相互作用；发现SIRT2上调PPARβ，PPARβ亦可上调SIRT2表达，二者均可上调FABP3表达。PPARβ可结合于SIRT2及FABP3基因启动子区，促进二者转录。.本研究揭示了氧化苦参碱改善骨骼肌脂代谢的作用机制，对深入了解骨骼肌胰岛素抵抗形成的分子机制、寻找新的药物作用靶点具有重要意义。.