基于AMPK信号通路研究Omega-7棕榈油酸调控糖脂代谢的激素样作用及分子机制
批准号:
82103828
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
唐俊
依托单位:
学科分类:
人类营养
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
唐俊
中文摘要
棕榈油酸是一种Omega-7单不饱和脂肪酸,主要来源于硬脂酰辅酶A去饱和酶-1(SCD-1)调控的脂质生成作用。棕榈油酸可由脂肪组织分泌,并参与调节远隔器官的糖脂代谢,该特性与脂肪细胞因子等蛋白类激素相似,因此棕榈油酸被认为一种可能的新型“脂质激素”。然而由于膳食和内源性合成因素的相互干扰,棕榈油酸调控糖脂代谢的激素样作用仍有待验证,相关分子机制尚不明确。本项目拟构建脂肪组织SCD-1基因特异性敲除小鼠模型,在脂肪组织棕榈油酸内源性合成受损条件下,探究外源性棕榈油酸对高脂饮食小鼠脂肪细胞因子表达及对远隔器官糖脂代谢的影响,从而验证棕榈油酸调控糖脂代谢的激素样作用;探究棕榈油酸对AMPK及下游信号通路中糖脂代谢相关基因和蛋白表达的影响,并利用AMPK抑制剂验证棕榈油酸调控糖脂代谢是否依赖于AMPK。本研究将全面揭示棕榈油酸调控糖脂代谢的激素样作用及分子机制,为肥胖相关代谢紊乱防治提供新思路。
英文摘要
The palmitoleic acid is one kind of omega-7 monounsaturated fatty acids, and mainly derives from de novo lipogenesis mediated by stearoyl-CoA desaturase-1 (SCD-1) in humans and animals. Palmitoleic acid could be released by adipose tissue, and affect the glucose and lipid metabolism of distant organs which mimics the role of adipokines, thus it was identified as a novel lipid hormone “Lipokine”. However, due to the complicate interaction between diet and endogenous synthesis of palmitoleic acid, the hormone-like effects of palmitoleic acid on glucose and lipid metabolism need to be confirmed, and the underlying mechanisms remains largely unclear. Therefore, we intended to use adipose tissue-specific SCD-1 gene knockout mice (Adipo-SCD-1-/- mice), to investigate the effects of exogenous palmitoleic acid supplementation on adipokines secretion and glucose and lipid metabolism in high-fat diet fed Adipo-SCD-1-/- mice. We will also investigate the effect of palmitoleic acid on the expressions of key genes and proteins that are related to glucose or lipid metabolism, and verify whether palmitoleic acid affecting glucose or lipid metabolism is dependent of AMPK by intervening mice AMPK inhibitor. The present study aimed to elucidate the hormone-like effects of palmitoleic acid on glucose and lipid metabolism and related mechanism, and further provide a new strategy for the prevention and treatment of obesity-related metabolic disorders.
棕榈油酸是一种Omega-7单不饱和脂肪酸,机体内来源于硬脂酰辅酶A去饱和酶-1(SCD-1)调控的脂质生成作用。脂肪组织分泌的棕榈油酸可调节远隔器官的糖脂代谢,因此被认为一种新型“脂质激素”。然而由于膳食和内源性合成因素的相互干扰,棕榈油酸对糖脂代谢的调节作用仍有待验证,相关分子机制尚不明确。本项目利用脂肪组织SCD-1基因特异性敲除小鼠模型,在脂肪组织棕榈油酸内源性合成受损条件下,探究外源性棕榈油酸对高脂饮食小鼠糖脂代谢的影响,并探究棕榈油酸对AMPK及下游信号通路中糖脂代谢相关基因表达的影响。本项目研究结果表明,外源性棕榈油酸干预显著改善了高脂饮食C57BL/6小鼠血脂,降低了系统性炎症水平,并缓解了胰岛素抵抗。进一步研究表明,与高脂饮食的野生型小鼠相比,高脂饮食Adipose SCD-1-/-小鼠血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇水平显著升高,胰岛素水平显著升高,血清白介素1β和肿瘤坏死因子-α水平显著升高,表明脂肪组织棕榈油酸内源性合成受损,加剧了高脂饮食导致的小鼠糖脂代谢紊乱和炎症水平;对高脂饮食的脂肪组织SCD-1基因特异性敲除小鼠给于外源性棕榈油酸干预,结果表明棕榈油酸降低了其血清白介素1β和肿瘤坏死因子-α的水平,并显著降低了其血清空腹血糖和胰岛素水平,增加了脂肪组织SCD-1基因特异性小鼠葡萄糖耐受性;而利用Compound C抑制AMPK信号通路时,外援性棕榈油酸对高脂饮食的脂肪组织SCD-1基因特异性敲除小鼠炎症和糖代谢紊乱的改善作用消失,表明AMPK介导了棕榈油酸的“脂质激素”作用。最后,本项目研究发现,棕榈油酸主要通过调控肝脏中糖异生相关PEPCK基因和骨骼肌中葡萄糖转运相关AS160基因及葡萄糖氧化相关PGC-1α基因的表达,从而影响高脂饮食小鼠的糖代谢。综上,本项目通过构建脂肪组织SCD-1基因特异性敲除小鼠模型,证明了脂肪组织内源性生成的棕榈油酸“脂质激素”效应,验证了AMPK的介导作用,并揭示了关键的作用通路,具有重要的科学价值。
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