《線粒體電子傳遞鏈複合物I- - 調節糖脂代謝的新靶點》是依託上海交通大學，由殷峻擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：線粒體電子傳遞鏈複合物I- - 調節糖脂代謝的新靶點
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：殷峻
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前認為，AMPK激活是二甲雙胍、小檗鹼和匹格列酮等降糖藥發揮療效的關鍵機制或原因之一。申請人及其他研究者近期發現，這些藥物均能通過抑制線粒體的有氧呼吸刺激糖酵解而達到降糖效果，AMPK的激活是電子傳遞鏈複合物I功能抑制的結果。本課題將進一步探討複合物I在糖脂代謝調節中的作用，闡明複合物I有否獨立於AMPK的降糖通道。本項目將套用RNA干擾和化學阻斷劑抑制AMPK和（或）複合物I，觀察糖代謝的變化及對降糖藥物的反應性；通過體內和體外試驗分析複合物I是否二甲雙胍等藥物降糖作用的根源；通過抑制電子傳遞鏈的其它複合物及運用解偶聯劑，明確除複合物I外，線粒體其它部位或功能的抑制能否產生相似的代謝調節效果。本課題旨在闡明複合物I作為糖脂代謝調節樞紐的關鍵性作用，並為降糖藥物的研製提供新的靶點和通路。
結題摘要
二甲雙胍和小檗鹼均為常用的治療2型糖尿病的降糖藥物。AMPK的激活被認為是它們重要的分子機制。本研究旨在探討激活AMPK是否為二甲雙胍和小檗鹼的降糖作用所必須。我們發現，二甲雙胍與小檗鹼顯著刺激了HepG2肝細胞和C2C12肌管細胞的葡萄糖消耗量和乳酸釋放量，並表現出劑量依賴性的作用。二者還大幅增加了AMPK及其下游蛋白ACC的磷酸化。RNA干擾，Compound C和Ad-DN-AMPK腺病毒轉染能明顯抑制細胞內AMPK信號通路的活性。然而，在AMPK被抑制的條件下，二甲雙胍與小檗鹼依然能夠顯著增加細胞的葡萄糖消耗量和乳酸釋放量。為測試二甲雙胍和小檗鹼對氧消耗的作用，海馬XF24分析儀被用於分析細胞外的氧流量。這兩種藥物幾乎完全阻斷了C2C12肌管細胞線粒體電子傳遞鏈複合物I的活性。本研究提示，二甲雙胍和小檗鹼通過刺激糖酵解而上調細胞的糖代謝，但該作用與其激活AMPK並沒有關聯；抑制線粒體電子傳遞鏈複合物I應該是二甲雙胍和小檗鹼促進糖代謝的始動因素和關鍵機制。 因為二甲雙胍和小檗鹼這兩種常用的降糖藥均能夠抑制線粒體複合物I的活性，我們假設其它的複合物I抑制劑也有相似的作用。因此，一種典型的複合物I抑制劑魚藤酮被用以研究對糖代謝的作用。魚藤酮改善了db/db小鼠的高血糖和胰島素抵抗，誘導了葡萄糖消耗和糖酵解，通過降低G6Pase和PEPCK的表達而抑制肝糖輸出。魚藤酮也激活AMPK，然而，在AMPK失活的情況下它依然能夠發揮降糖作用。另一個代表性的複合物I抑制劑異戊巴比妥，也能在體外發揮刺激葡萄糖消耗和抑制肝糖輸出的作用。GRIM-19是複合物I的亞基，通過基因沉默將GRIM-19表達抑制後，觀察到糖代謝相似的變化。這些發現揭示複合物I正在成為糖尿病的一個關鍵的藥物靶點。抑制複合物I改善糖代謝的作用獨立於AMPK的激活。
