Betatrophin對肝臟糖異生的影響及其機制研究

《Betatrophin對肝臟糖異生的影響及其機制研究》是依託江蘇大學，由袁國躍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Betatrophin對肝臟糖異生的影響及其機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：袁國躍
• 依託單位：江蘇大學

項目摘要

肝臟胰島素抵抗是2型糖尿病發病機制的主要環節，有效抑制肝臟過度糖異生, 減少內源性葡萄糖生成, 是治療2型糖尿病的重要靶標之一。Betatrophin，近年來新發現的一種分泌蛋白，主要由肝臟組織表達。本課題組前期動物及臨床研究發現，在胰島素抵抗狀態，Betatrophin表達顯著增高；在原代培養的小鼠肝臟細胞，cAMP、地塞米松促進糖異生，Betatrophin重組蛋白則明顯減弱此作用，同時發現其能抑制糖異生途徑限速酶PEPCK等基因的表達；以上研究表明，Betatrophin可能直接調控肝臟糖異生。本研究擬進一步從細胞和整體水平觀察Betatrophin對肝臟糖異生的影響，並從信號通路、轉錄調控等方面入手，探明其調控機制。該課題具有源頭創新性，通過本項目的實施，有望加深人們對Betatrophin基因功能和作用的理解，豐富肝臟糖異生的調控機制學說，對胰島素抵抗、2型糖尿病的防治提供幫助。

結題摘要

肝臟胰島素抵抗是2型糖尿病發病機制的主要環節，有效抑制肝臟過度糖異生，減少內源性葡萄糖生成，是治療2型糖尿病的重要靶標之一。Betatrophin，又稱ANGPTL8，是近年來新發現的一種含有198個胺基酸的分泌蛋白，在體內主要在肝臟表達。本項目觀察了Betatrophin對肝臟糖異生的影響，並探討了其作用機制。結果發現，在初診2型糖尿病人群，血清Betatrophin水平顯著增加，其與評估肝臟胰島素敏感性的指標1/HOMA-IR顯著負相關。在飢餓狀態，Betatrophin在C57BL/6小鼠肝臟低表達，進食後其表達顯著增高。db/db糖尿病小鼠肝臟PEPCK、G6Pase等糖異生途徑關鍵催化酶及Betatrophin基因表達均顯著增加。在飢餓、進食及胰島素抵抗狀態下，Betatrophin表達的變化趨勢與體內胰島素的變化基本一致，提示其與胰島素抵抗、肝臟糖異生相關，可能參與肝臟糖異生的調控。進一步利用db/db糖尿病小鼠、高脂餵養聯合STZ誘導的2型糖尿病小鼠等動物模型，尾靜脈注射Betatrophin過表達腺病毒，分別行葡萄糖耐量試驗、胰島素耐量試驗及丙酮酸耐量試驗等。結果發現，在這兩種糖尿病模型小鼠，Betatrophin過表達後血糖水平均逐漸下降，胰島素敏感性提高，肝糖異生功能抑制，肝糖原合成增加。分離培養小鼠原代肝細胞，分別予Betatrophin重組蛋白、過表達或敲減腺病毒干預。結果發現，Betatrophin干預可顯著抑制肝糖異生，PEPCK、G6Pase基因及蛋白的表達明顯下降。同時，研究顯示C/EBPα、C/EBPβ等基因的表達顯著下降，表明Betatrophin可能通過降低C/EBP等轉錄因子的表達或活性，抑制糖異生途徑關鍵催化酶的轉錄。此外，在小鼠原代肝細胞過表達Betatrophin，行轉錄組測序、Realtime PCR、Western blot 和免疫螢光等實驗。結果發現，Betatrophin可能通過調控PI3K/AKT、AMPK等信號通路，抑制肝臟糖異生，改善胰島素抵抗。本課題增加了人們對Betatrophin基因作用和功能的理解，為胰島素抵抗、2型糖尿病的防治或治療藥物研發提供幫助。