胰島素抵抗中巨噬細胞M1/M2極化改變的新機制及藥物干預

《胰島素抵抗中巨噬細胞M1/M2極化改變的新機制及藥物干預》是依託南京大學，由吳旭東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：胰島素抵抗中巨噬細胞M1/M2極化改變的新機制及藥物干預
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吳旭東
• 依託單位：南京大學

項目摘要

巨噬細胞M1/M2極化對脂肪組織胰島素抵抗具有重要調控作用，成為干預胰島素抵抗的重要切入點。胰島素抵抗中巨噬細胞極化改變的詳細機制不明，基於前期工作，首次發現核不均一核糖核蛋白（hnRNP A1，以下稱A1）介導的細胞自噬參與其中。本項目擬進一步明確自噬參與調控飽和游離脂肪酸誘導巨噬細胞極化改變、影響炎症因子分泌和脂肪細胞胰島素信號的分子機制。研究A1與自噬相關基因結合併調控其mRNA穩定性和轉錄活性的功能；觀察A1的核-漿定位、磷酸化修飾對上述自噬基因調控的影響；構建巨噬細胞條件敲除A1的小鼠，比較條件敲除型和野生型巨噬細胞在自噬、極化表型、炎症因子分泌上的差異和脂肪細胞功能的改變，發現A1調控自噬和炎症、改變胰島素信號轉導的分子基礎；建立藥物評價體系，研究藥物靶向A1對胰島素抵抗的改善作用，確立巨噬細胞A1-自噬-極化-炎症軸對胰島素抵抗病理機制的重要貢獻，為新型藥物治療打下基礎。

結題摘要

代謝綜合症的重要致病因素是胰島素抵抗和大量炎症因子的產生。在胰島素抵抗的初期，脂肪組織中已有巨噬細胞浸潤和炎症因子的釋放，並且伴隨整個發病過程；選擇性去除體內CD11C+炎性巨噬細胞，可快速恢復脂肪組織的胰島素敏感性。為此，本課題希望在疾病早期以控制炎症改善胰島素抵抗為目標,發現胰島素抵抗和代謝綜合症的關鍵切入點及其干預手段。基於實驗室前期對免疫細胞中RNA結合蛋白的工作基礎，我們獲得了巨噬細胞特異性缺失核不均一核糖核蛋白（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein, hnRNP A1）的條件敲除鼠。高脂飲食 誘導下，敲除鼠的肥胖和胰島素抵抗明顯減輕。表現在：敲除鼠血清中甘油三酯和膽固醇水平明顯下降；敲除鼠的能量消耗和呼吸代謝速率明顯增加；GTT、ITT以及胰島素相關信號通路的免疫印跡檢測顯示，巨噬細胞缺失hnRNP A1的脂肪和肝組織中胰島素敏感性增強；敲除鼠脂肪組織中M1巨噬細胞的浸潤顯著減少，相關炎症因子表達下調。進一步通過RIP-chip分析，我們找到了hnRNP A1在巨噬細胞調控的靶基因—細胞因子信號轉導抑制因子3(Suppressor of cytokine signaling 3，SOCS3)。實驗結果顯示，M1極化條件下，hnRNP A1蛋白與SOCS3的mRNA在胞漿中存在共定位，並且敲除hnRNP A1降低了SOCS3 mRNA的穩定性，對SOCS3的翻譯效率無影響。我們隨後證實hnRNP A1結合在SOCS3 mRNA的ARE結構，調控其穩定性，進而調控巨噬細胞M1極化。同時凝膠遷移實驗和表面電漿共振實驗也證實了hnRNP A1與SOCS3 ARE domain的結合。我們還發現hnRNP A1實現穩定Socs3 mRNA的作用，是阻斷由miR-221介導的SOCS3 mRNA向P小體聚集來實現的。因此，通過本項目我們首次發現並證實了hnRNP A1調控mRNA穩定性的新機制，並明確了其在巨噬細胞M1極化和周圍脂肪組織胰島素抵抗過程中的作用。這些發現豐富了巨噬細胞極化的調控網路，為實現通過干預炎症反應治療胰島素抵抗和代謝綜合症提供了新的理論依據。