电针通过SIRT1/ATG7介导的自噬途径调节肝脏脂质代谢改善胰岛素抵抗的机制研究

Insulin resistance is a key pathological mechanism of type 2 diabetes and non- alcoholic fatty liver disease. Hepatic SIRT1, by deacetylating ATG7 and then activating autophagy, is involved in improving lipid metabolism and insulin sensitivity. This makes SIRT1/ATG7 a new therapy target for insulin sensitivity. In our previous study, electroacupuncture (EA) had been shown to upregulate SIRT1 and improve lipid metabolism and insulin sensitivity. Based on above, we hypothesize that EA improves insulin resistance by regulating hepatic lipid metabolism via SIRT1/ATG7 autophagy pathway. In this study, we will intervene high-fat-diet-induced IR rat model by EA, with SIRT1 activator as control. Co-immunoprecipitation, real-time PCR, western blot, immunofluorescence and transmission electron microscope will be applied to assess the effect of EA on hepatic SIRT1/ATG7, autophagy flux, lipid metabolism related mRNA and protein expression, insulin resistance. SIRT1 inhibitor is applied to investigate the mechanism of EA in improving hepatic lipid metabolism and insulin sensitivity through SIRT1/ATG7 autophagy pathway. This study will provide new proof for clinical application of EA in the treatment of IR and its related diseases.

胰岛素抵抗是2型糖尿病和非酒精性脂肪肝等代谢性疾病的关键病理基础。胰岛素靶器官肝脏SIRT1/ATG7自噬途径激活后，改善脂质代谢和胰岛素敏感性，成为治疗胰岛素抵抗的分子靶点。我们前期研究发现电针能上调SIRT1表达，改善外周脂质代谢，提高胰岛素敏感性。由此建立电针通过SIRT1/ATG7介导的自噬途径调节肝脏脂质代谢改善胰岛素抵抗的假说。本项目拟采用电针干预胰岛素抵抗大鼠模型，以SIRT1激动剂白藜芦醇为对照，运用免疫共沉淀、实时荧光定量PCR、蛋白免疫印迹、免疫荧光、透射电镜等技术，观察电针对肝脏SIRT1/ATG7及自噬流活性、脂质代谢相关mRNA和蛋白表达、胰岛素敏感性的影响；给予SIRT1特异性抑制剂，观察电针效应的变化，以期揭示电针通过SIRT1/ATG7介导的自噬途径改善肝脏脂质代谢和胰岛素敏感性的机制。本研究的完成将为临床运用电针防治胰岛素抵抗及其相关疾病提供新的实验依据。

项目组前期研究显示电针能够改善胰岛素抵抗大鼠的外周胰岛素敏感性和血脂水平，其作用与SIRT1对其底物的去乙酰化调控有关。本项目从SIRT/ATG7介导的自噬途径入手，探讨电针对肝脏脂质代谢和胰岛素抵抗的影响。研究采用高脂饲料诱导胰岛素抵抗模型，选用关元、足三里、丰隆为电针干预穴位，以SIRT1激动剂为阳性对照，并运用SIRT1特异性抑制剂，阻断SIRT1的去乙酰化作用，观察电针对胰岛素抵抗大鼠胰岛素敏感性、糖脂代谢、自噬水平的影响。.结果表明：①外源性高脂饲料诱导的胰岛素抵抗大鼠体重、血糖、血脂和肝脏脂质水平均明显升高，自噬水平和胰岛素敏感性显著降低，SIRT1和ATG7表达明显降低，而乙酰化ATG7表达明显升高，肝脏SREBP和FAS水平明显降低，CPT1A水平明显升高，胰岛素信号分子IRS1、Akt及其磷酸化水平明显降低，GSK3β及其磷酸化水平明显升高，说明肝脏呈现出胰岛素抵抗状态；②电针能有效控制胰岛素抵抗大鼠的体重增长，降低外周血糖脂水平，提高全身胰岛素敏感性；③电针能降低肝脏SREBP、FAS表达，提高CPT表达，降低肝脏FFA、TGs、TC、LDL等脂质水平，减轻脂质蓄积程度，提示电针对肝脏脂质代谢有良性调节作用；④电针能提高SIRT1表达，减少乙酰化ATG7表达，且SIRT1与ATG7存在相互作用；⑤电针干预后，肝细胞内能观察到明显的GFP-LC3荧光斑，p62表达减少，LC3B-Ⅱ表达增加，提示电针能提高胰岛素抵抗大鼠肝细胞自噬水平；⑥SIRT1激动剂与电针存在类似的作用，而SIRT1抑制剂则加重了大鼠胰岛素抵抗水平，且SIRT1抑制剂对电针效应具有拮抗作用，提示电针可能通过提高SIRT1表达去乙酰化作用于ATG7，诱导自噬，减少脂质生成的同时促进脂肪酸氧化。.本项目揭示电针通过SIRT/ATG7介导的自噬途径，提高肝脏自噬水平，调控外周和肝脏糖脂代谢水平，减少肝脏脂质蓄积，改善胰岛素抵抗大鼠胰岛素敏感性，为临床运用电针治疗胰岛素抵抗及其相关性疾病提供了实验证据。