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
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81570736
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 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
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

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.
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。

结项摘要

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。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
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
Risk of beta-cell antoimmunity presence of progression to type 1 diabetes: A systemic review and meta-analysis
β细胞抗免疫存在进展为 1 型糖尿病的风险:系统评价和荟萃分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Autoimmunity
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    Ling Q;Lu J;Li JJ;Xu QY;Zhu DL;Bi Y
  • 通讯作者:
    Bi Y

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其他文献

小鼠肝脏黏膜相关恒定T细胞在2型糖尿病发病中的作用研究
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
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    付玉荣
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    2021
  • 期刊:
    中华糖尿病杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    毕艳
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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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
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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