《PM2.5暴露誘發胰島素抵抗的分子作用機制》是依託中國科學院大學，由丁文軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：PM2.5暴露誘發胰島素抵抗的分子作用機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：丁文軍
- 依託單位：中國科學院大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對當今人們普遍關注的大氣可吸入顆粒物PM2.5與健康的問題，本項目擬從PM2.5介導的氧化應激和炎症反應對胰島素敏感組織氧化損傷的作用機制為研究切入點，探討PM2.5暴露和高脂飲食條件下誘發和加劇糖尿病胰島素抵抗的分子作用機制。本研究將在PM2.5理化性質表征分析的基礎上，將正常飼料餵養的ICR小鼠、nrf2-/- ICR小鼠、高脂飼料餵養的ICR和nrf2-/- ICR小鼠分別暴露於過濾空氣和75 μg/m3 PM2.5空氣中2、6和12周，採用生物化學和分子免疫組織化學方法研究PM2.5對胰島素敏感組織的氧化應激和炎症反應，闡明氧化損傷和炎症因子誘發小鼠胰島素抵抗的生物效應；利用分子生物學方法進一步明確Nrf2/ARE信號通路在PM2.5誘導的氧化應激和胰島素抵抗發生的分子作用機制，該研究為PM2.5誘導和/或加重高脂飲食條件下糖尿病胰島素抵抗的分子毒性效應和致病機理研究提供新思路。
結題摘要
針對當今人們普遍關注的大氣可吸入顆粒物PM2.5與健康的問題，本項目從PM2.5介導的氧化應激和炎症反應對胰島素敏感組織氧化損傷的作用機制為研究切入點，探討PM2.5暴露和高脂飲食條件下誘發和加劇糖尿病胰島素抵抗的分子作用機制。本研究將在PM2.5理化性質表征分析的基礎上，將正常飼料餵養的ICR小鼠、nrf2-/- ICR小鼠、高脂飼料餵養的ICR和nrf2-/- ICR小鼠分別暴露於過濾空氣和75 μg/m3 PM2.5 12周。野生型和Nrf2-/-小鼠體重、肝重、飲水飲食沒有明顯變化。但是，生化分析結果顯示，PM2.5暴露組小鼠的血清谷丙轉氨酶（ALT）和穀草轉氨酶（AST）水平顯著升高。肝組織的分析發現，肝臟出現炎症細胞浸潤，炎症因子IL-1β、IL-6 mRNA表達水平升高。此外，PM2.5暴露引起野生型小鼠肝臟Nrf2、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和血紅素氧合酶（HO-1）的表達水平顯著升高，而Nrf2-/-小鼠肝臟的谷胱甘肽（GSH）表達水平降低。而且，Nrf2-/-小鼠暴露PM2.5後，其口服葡萄糖耐量和肝糖原合成水平明顯低於野生型小鼠，肝臟糖原合成的相關基因表達水平受到抑制。同時，Western blot結果還表明PM2.5暴露顯著升高野生型和Nrf2-/-小鼠肝臟的c-Jun氨基末端激酶（JNK）、胰島素受體底物-1（IRS-1）磷酸化水平，抑制AKT磷酸化水平。與野生型小鼠相比，Nrf2-/-小鼠的上述變化更加明顯。綜上所述，PM2.5暴露引起小鼠肝臟炎症和氧化應激，降低口服糖耐量水平，激活JNK信號通路，抑制胰島素信號通路，誘導肝臟發生胰島素抵抗，影響肝臟的脂代謝，其中Nrf2/JNK/IRS-1/AKT信號通路在PM2.5誘導小鼠肝臟胰島素抵抗中發揮著重要作用。
