《胰島素受體——新的心肌細胞機械刺激感受器？》是依託華中科技大學，由周寧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：胰島素受體——新的心肌細胞機械刺激感受器？
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周寧
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
壓力超負荷通過激活腎素血管緊張素系統以及交感神經系統導致心肌胰島素抵抗並最終引起心臟功能障礙。前期研究意外發現在血管緊張素II受體1和β1腎上腺能受體缺失的COS7細胞中壓力超負荷仍可以誘導胰島素受體（InsR）的異常磷酸化並引起Akt/PI3K信號通路損傷。因此我們推測InsR可直接感受機械信號並誘發心肌細胞胰島素抵抗、心肌損傷和功能障礙。本項目將在此發現的基礎上，通過基因敲除或SiRNA在體內、外實驗中證實機械刺激可以直接誘導InsR磷酸化，並明確其磷酸化位點。本研究將構建不同的InsR突變體以確定其機械感受位點，並研究在機械刺激誘導InsR磷酸化後心肌細胞內胰島素信號通路改變以及對心肌細胞胰島素敏感性和心肌肥大的影響。本研究將論證InsR是新的心肌細胞機械刺激感受器，是心臟壓力超負荷與心肌胰島素抵抗之間的直接橋樑，並為高血壓心肌損傷的防治提供新的理論依據。
結題摘要
高血壓和糖尿病是兩類具有獨立病因而又常常相互伴行的疾病，在我國超過60%的高血壓病人合併有2型糖尿病或胰島素抵抗，但高血壓引起胰島素抵抗的機制仍未完全闡明。壓力超負荷可通過增加血管緊張素II（AngII）的分泌間接引起心肌胰島素抵抗。我們在前期研究中發現，在血管緊張素原敲除(ATG-/-)的小鼠心肌細胞中，發現壓力超負荷仍然可以引起心肌細胞胰島素抵抗，並且在進一步的研究中發現在沒有AT1R表達的 COS7 細胞株中，給予機械牽張後，仍可以引起細胞內 Akt 磷酸化下調和細胞膜GLUT4表達下降，因此我們推測胰島素受體可能是新的細胞膜機械感受器。我們首先在野生型小鼠中構建壓力超負荷模型，然後以PET檢測心肌組織的葡萄糖攝取能力，提取蛋白檢測胰島素信號通路相關蛋白的表達和分布，發現壓力超負荷下心肌細胞對葡萄糖的攝取減少，伴隨著胰島素信號通路的核心蛋白的磷酸化下降以及GLUT4的膜轉位障礙，為了排除心肌組織中其他混雜細胞的影響，我們在體外採用了心肌細胞系，用機械牽張刺激干預心肌細胞，證實心肌細胞回響機械牽張。為了排除RAS系統的影響，我們採用了不表達AngII和AT1R的293AT1R細胞以及293T細胞進行機械牽張，發現293T細胞和293AT1R細胞在機械牽張後也會表現出葡萄糖攝取率下降的現象，說明機械牽張引起的心肌葡萄糖攝取障礙並不依賴於RAS系統。為了進一步排除其他潛在的可能介導機械牽張的受體，我們通過RNAi技術沉默了心肌細胞膜上的表達豐度最高並被報導出可以介導機械力的TRP家族蛋白（TRPC1，TRPV4，TRPC6）和整合素家族，發現即便是沉默了這些機械感受器，行機械牽張的細胞的葡萄糖攝取能力依舊被抑制，伴隨著InsR以及Akt的磷酸化下降，提示機械牽張引起的細胞葡萄糖攝取障礙以及胰島素信號通路的改變不依賴於TRP家族和整合素家族。我們的研究深入探討了機械牽張引起心肌細胞胰島素抵抗的分子機制，論證了胰島素受體極有可能是一種新的心肌細胞機械感受器，直接介導壓力超負荷引起的心肌胰島素抵抗。為臨床高血壓患者的心臟保護提供新的理論依據。
