AMPK在胰岛素抑制SREBP-1c活化而改善骨骼肌脂毒性胰岛素抵抗中的作用机制研究
结题报告
批准号:
81570736
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
毕艳
依托单位:
学科分类:
H0708.糖尿病
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈山梅、陆婧、顾天伟、汤孙寅焱、汤文娟、冯斌、张芃子、朱亮颖、徐千越
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中文摘要
脂毒性是肥胖导致2型糖尿病的主要病理生理机制。我们近期发现促进脂质合成的转录因子固醇调节元件结合蛋白1 c(SREBP-1c)可直接抑制胰岛素受体底物-1的基因启动子转录而导致骨骼肌胰岛素抵抗。既往研究表明胰岛素增强SREBP-1c转录活性,而我们体内体外实验均发现胰岛素可抑制SREBP-1c活化所导致的骨骼肌胰岛素抵抗,但机制不明确。我们进一步研究发现通过显性失活慢病毒抑制腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)活性则可拮抗胰岛素上述作用,同时胰岛素激活AMPK,升高AMP/ATP比值,表明胰岛素可能通过激活AMPK而拮抗SREBP-1c活化,但机制尚不明确。本项目通过建立基因敲除的小鼠模型和细胞模型等方法,进一步阐明AMPK在胰岛素抑制骨骼肌SREBP-1c活化而改善脂毒性胰岛素抵抗中的作用及其分子机制。研究结果将有助于推进对脂毒性机制的认识,并为早期胰岛素治疗2型糖尿病的靶点研究奠定理论基础。
英文摘要
Lipotoxicity plays an important role in the association between obesity and type 2 diabetes mellitus. Our recent study indicated for the first time that sterol regulatory element binding protein 1c (SREBP-1c), a transcription factor that controls cellular lipogenesis, participates in fatty acid-induced insulin resistance through a direct effect of suppressing the transcription of insulin receptor substrate-1 in skeletal muscle cells, addressing its potential importance in metabolic disease. Earlier studies suggested that insulin promotes SREBP-1c activation, whereas we found that insulin reduced SREBP-1c nuclear translocation and improved insulin resistance in vivo and in vitro, and little is known about the mechanism. AMP-activated protein kinase (AMPK) is known as an intracellular energy sensor. We found that the inhibition of SREBP-1c activity by insulin was significantly attenuated with AMPK dominant negative lentivirus. Meanwhile, we found that insulin increased AMPK phosphorylation and increased the AMP/ATP ratio in palmitate-pretreated L6 myotubes. These studies suggested that the activation of AMPK is necessary for insulin suppression of SREBP-1c activity in lipid nutrient excess. Based on these results, further studies will be performed to provide the molecular insight into the mechanism by which insulin activates AMPK to inhibit SREBP-1c activity and regulates mitochondrial function to increase AMP/ATP ratio. This study will extend the understanding of lipotoxicity and provide clues into the specific therapeutic target for improving insulin resistance and timing for insulin treatment in type 2 diabetes mellitus.
胰岛素是常见的糖尿病治疗药物之一,2型糖尿病早期给予胰岛素强化治疗,在改善糖毒性同时还可减轻脂毒性。固醇调节元件结合蛋白-1c(sterol regulatory element binding protein-1c, SREBP-1c)是调控脂质合成的关键转录因子,可直接抑制胰岛素受体底物-1(insulin receptor substrate-1,IRS-1)基因启动子转录,从糖脂代谢多条途径促进胰岛素抵抗发生。有意义的是,胰岛素治疗可抑制高脂诱导的SREBP-1c活化,改善骨骼肌胰岛素信号通路转导,其机制有待明确。我们发现高脂条件下,胰岛素通过腺苷酸活化蛋白激酶 (AMP-activated protein kinase, AMPK)抑制高脂诱导的SREBP-1c活化,减少脂质合成、促进脂肪酸氧化,从而减少骨骼肌内脂质沉积,减轻胰岛素抵抗。进一步研究提示,胰岛素恢复AMPK磷酸化水平的机制包括:①上调AMPK经典上游激酶——肝激酶B1(liver kinase B1, LKB1)表达;②抑制线粒体解偶联蛋白3(uncoupling protein 3, UCP3)泛素化降解,减少腺苷三磷酸(adenosine triphosphate, ATP)合成,降低细胞能荷。基于此,临床研究也提示,早期胰岛素治疗可改善初治2型糖尿病患者骨骼肌线粒体氧化磷酸化效率,其改变量与基础胰岛功能及平均血糖水平改善呈正相关;并且,基线空腹血糖、糖化水平高,以及有2型糖尿病家族史患者获益更明显。本研究补充了早期胰岛素治疗获益机制,并为2型糖尿病个体化治疗提供理论依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Suppression of Rho-kinase 1 is responsible for insulin regulation of the AMPK/SREBP-1c pathway in skeletal muscle cells exposed to palmitate
暴露于棕榈酸酯的骨骼肌细胞中,Rho 激酶 1 的抑制负责 AMPK/SREBP-1c 通路的胰岛素调节
DOI:10.1007/s00592-017-0976-z
发表时间:2017-07-01
期刊:ACTA DIABETOLOGICA
影响因子:3.8
作者:Tang, Sunyinyan;Wu, Wenjun;Bi, Yan
通讯作者:Bi, Yan
Low serum bilirubin levels contributed to the presence and progression of distal symmetric polyneuropathy in Chinese patients with type 2 diabetes
低血清胆红素水平导致中国 2 型糖尿病患者远端对称性多发性神经病的出现和进展
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Diabetes & Metabolism
影响因子:7.2
作者:Jin JW;Wang WM;Gu TW;Chen CH;Sun J;Chen W;Bi Y;Zhu DL
通讯作者:Zhu DL
Adipose group 1 innate lymphoid cells promote adipose tissue fibrosis and diabetes in obesity
脂肪组 1 先天淋巴细胞促进肥胖患者的脂肪组织纤维化和糖尿病
DOI:10.1038/s41467-019-11270-1
发表时间:2019
期刊:Nature Communications
影响因子:16.6
作者:Wang Hongdong;Shen Lei;Sun Xitai;Liu Fangcen;Feng Wenhuan;Jiang Chunping;Chu Xuehui;Ye Xiao;Jiang Can;Wang Yan;Zhang Pengzi;Zang Mengwei;Zhu Dalong;Bi Yan
通讯作者:Bi Yan
Altered Odor-Induced Brain Activity as an Early Manifestation of Cognitive Decline in Patients With Type 2 Diabetes
气味引起的大脑活动改变是 2 型糖尿病患者认知能力下降的早期表现
DOI:10.2337/db17-1274
发表时间:2018-03
期刊:Diabetes
影响因子:7.7
作者:Zhang Zhou;Zhang Bing;Wang Xin;Zhang Xin;Yang Qing X.;Qing Zhao;Lu Jiaming;Bi Yan;Zhu Dalong
通讯作者:Zhu Dalong
Prolactin improves hepatic steatosis via CD36 pathway
催乳素通过 CD36 途径改善肝脏脂肪变性。
DOI:10.1016/j.jhep.2018.01.035
发表时间:2018-06-01
期刊:JOURNAL OF HEPATOLOGY
影响因子:25.7
作者:Zhang, Pengzi;Ge, Zhijuan;Bi, Yan
通讯作者:Bi, Yan
CD9+CD55low脂肪前体细胞介导高脂诱导脂肪组织炎症和2型糖尿病的作用和机制研究
  • 批准号:
    82270883
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    毕艳
  • 依托单位:
泌乳素介导营养感应通过神经-内分泌机制调控肝脏脂质代谢稳态的研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    297万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    毕艳
  • 依托单位:
ILC1/ILC2细胞免疫特性在脂肪组织纤维化发生发展中的作用及其机制研究
  • 批准号:
    81770819
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    毕艳
  • 依托单位:
高脂诱导骨骼肌胰岛素抵抗的分子调控机制研究
  • 批准号:
    81270906
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    毕艳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金