下丘脑nesfatin-1多肽激素作用的体内代谢组学研究

Nesfatin-1(Nucleobindin2, 或NUCb2)已被鉴定为是一种抑制摄食的信号肽。研究表明nesfatin-1在能量稳态和糖代谢方面具有重要作用，然而其在葡萄糖稳态和胰岛素敏感性方面起到的作用并不清楚。为了探讨中枢nesfatin-1在代谢方面所起的影响及其潜在的胰岛素信号系统方面的机制，我们测定了不同糖耐量人群血清nesfatin-1水平，并分别构建大鼠下丘脑nesfatin-1高表达和低表达模型，观察了在这两种条件下胰岛素敏感性及外周组织胰岛素信号通路的变化。我们用ELISA试剂盒测定正常糖耐量（NGT）、糖耐量异常（IGT）和2型糖尿病病例（T2DM）的血清nesfatin-1水平，发现T2DM和IGT人群血清nesfatin-1水平明显高于NGT人群。随后，我们采用H3和脱氧H3标记葡萄糖示踪技术和高胰岛素正葡萄糖钳夹技术评估胰岛素敏感性、肝葡萄糖输出及外周肌肉葡萄糖摄取，并定量PCR测定各组大鼠肝脏磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）和葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-Pase）的mRNA含量，Western Blot检测PEPCK、G-6-Pase、InsR、IRS-1、Akt、AMPK、TORc2、mTOR、的蛋白含量及其磷酸化水平。免疫组化测定nesfatin-1及人工脑脊液干预后下丘脑核团Fos蛋白的表达。我们发现高脂喂养导致SD大鼠胰岛素抵抗增加、肝糖输出明显增加、肌肉糖摄取明显降低，并且伴随大鼠肝脏InsR、IRS-1、Akt、AMPK和TORc2磷酸化水平的降低和pepck mRNA 和蛋白表达增加。我们发现中枢nesfatin-1蛋白干预均能显著改善胰岛素敏感性，降低肝糖输出，提高肌肉葡萄糖摄取，降低大鼠肝脏PEPCK mRNA和蛋白表达，促进大鼠肝脏InsR、IRS-1、TORc2和mTOR磷酸化，增加Akt及AMPK蛋白表达。而中枢nesfatin-1/NUCB2干预则在糖代谢中起到相反作用，并增加了视上核、室旁核和弓状核的fos蛋白表达。结果提示中枢 nesfatin-1能通过中枢作用可能通过激活InsR/IRS-1/AMPK/Akt/mTOR信号通路级联发挥其胰岛素增敏的生物学效应，抑制肝糖异生和促进肌肉葡萄糖摄取，从而调控机体葡萄糖稳态。