摘要研究目的:<br> MN6是本课题组前期研究发现的特异性TGR5激动剂,具有优于已知工具化合物的体外激动活性。本论文进一步研究了MN6对2型糖尿病和饮食诱导肥胖小鼠糖脂代谢的调控作用,并以MN6为探针,研究TGR5激动剂对骨骼肌胰岛素敏感性及相关信号通路的调控机制,初步阐明MN6改善骨骼肌胰岛素抵抗的作用机理,为TGR5激动剂类抗糖尿病新药研发提供理论基础。<br> 内容及方法:<br> 在动物水平上,评价MN6单次口服给药或与DPP-4抑制剂联合给药对ICR小鼠血浆中活性形式GLP-1水平的影响;评价单次或长期口服给予MN6对2型糖尿病ob/ob小鼠血糖水平的调节作用;评价长期口服给予MN6对饮食诱导肥胖(DIO)小鼠的血糖、口服糖耐量和胰岛素耐量及胰岛素敏感性的影响。应用离体骨骼肌孵育体系,观察MN6长期给药后对DIO小鼠骨骼肌葡萄糖摄取的影响,并应用免疫印迹方法分析骨骼肌中胰岛素下游信号分子Akt磷酸化水平的变化。<br> 在细胞水平上,采用小鼠C2C12骨骼肌细胞,探讨MN6在高脂诱导胰岛素抵抗状态下对胰岛素信号通路相关蛋白磷酸化、葡萄糖摄取及糖原合成的调控作用。采用RNA干扰技术探索TGR5在MN6改善C2C12细胞胰岛素抵抗中的作用;应用腺苷酸环化酶(AC)抑制剂MDL-12330-A和PKA抑制剂H89,研究MN6改善高脂诱导C2C12细胞胰岛素抵抗的作用与cAMP、PKA和JNK等信号转导通路关键蛋白的关系。<br> 结果:<br> MN6单次口服给药能显著增加ICR小鼠血浆中活性形式GLP-1的水平,且MN6与DPP-4抑制剂利拉列汀联合使用时,血浆中活性形式GLP-1的水平上升更为明显。MN6单次口服给药能显著降低ob/ob小鼠的血糖水平,长期口服给药能够显著降低ob/ob小鼠的血糖和糖化血红蛋白水平,但对其摄食和体重无明显影响。MN6长期口服给药后可显著降低DIO小鼠血糖,并改善其口服糖耐量和胰岛素耐量,并显著降低摄食量及体重。MN6长期口服给药后可显著增加DIO小鼠比目鱼肌和伸趾长肌的葡萄糖摄取水平,并可增加腓肠肌中胰岛素刺激下的Akt蛋白磷酸化水平,但对腓肠肌中脂质累积无显著影响。<br> 棕榈酸可诱导小鼠C2C12骨骼肌细胞产生胰岛素抵抗,主要表现为细胞中胰岛素信号通路及葡萄糖摄取和糖原合成功能受损。MN6能够显著改善棕榈酸诱导的C2C12骨骼肌细胞的胰岛素抵抗状态,包括增加胰岛素刺激下的IRS-1、Akt的磷酸化水平以及葡萄糖摄取和糖原合成功能。但在生理状态下,MN6对C2C12细胞胰岛素刺激下的Akt磷酸化并无明显影响。<br> 机理研究结果显示,MN6对棕榈酸诱导的C2C12细胞胰岛素抵抗的改善作用与TGR5激活相关。MN6激活TGR5后可剂量依赖和时间依赖的增加细胞内cAMP水平,从而激活其下游蛋白激酶PKA。活化的PKA能进一步抑制棕榈酸激活的JNK信号通路,减少JNK1/2和其下游IRS-1 Ser307蛋白的磷酸化水平,从而解除对IRS-1酪氨酸磷酸化的抑制,上调胰岛素信号转导通路,最终改善棕榈酸削弱的葡萄糖摄取和糖原合成功能。<br> 结论:<br> TGR5特异性激动剂MN6可增加肠道内分泌细胞GLP-1分泌,降低2型糖尿病ob/ob小鼠血糖,改善饮食诱导肥胖小鼠的糖耐量和胰岛素耐量,并对骨骼肌胰岛素抵抗有明显改善作用。MN6激活C2C12骨骼肌细胞TGR5受体及其下游cAMP-PKA信号通路,进而抑制JNK-IRS1信号转导,增加胰岛素刺激下的Akt蛋白磷酸化水平,从而改善高脂诱导的骨骼肌细胞胰岛素抵抗,提示TGR5激动剂MN6对骨骼肌胰岛素抵抗有直接调控作用。这些研究为TGR5激动剂类抗糖尿病新药研发提供了新思路。
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