PPAR α-γ雙激動劑西格列羧對胰島素抵抗和脂質紊亂的改善作用及其作用機制研究.pdf

1、2型糖尿病(T2DM)是一種以高血糖、葡萄糖耐量異常、高胰島素血癥和脂質紊亂為特點的慢性疾病。世界衛(wèi)生組織估計到2025年T2DM的人數(shù)將增加到3億。噻唑烷二酮類化合物(TZDs)可通過激活過氧化物增殖激活受體γ(PPARγ)控制血糖和增加胰島素敏感性，例如吡格列酮和羅格列酮。然而他們對脂質紊亂無明顯作用，并且增加T2DM患者脂肪堆積和體重。另一方面，貝特類化合物如非諾貝特等可以很好的降低甘油三酯(TG)和增加高密度脂蛋白膽固醇(HDL

2、-C)，貝特類藥物主要激活PPARα而發(fā)揮作用。因此PPARα和PPARγ激動劑都有益于T2DM病人。 PPARs屬于核受體超家族，參與脂質調節(jié)、脂肪生成和血糖控制。共有三種亞型：α、δ(β)和Y。其中PPARα主要表達在肝臟，負責參與游離脂肪酸(FFA)氧化相關基因的轉錄；PPARγ主要表達在白色脂肪組織，參與脂防酸攝取和脂肪儲存的基因的轉錄。在骨骼肌PPARα和PPARγ都有表達，只不過表達量低。 導致T2DM病人致

3、死和致殘的主要原因是其并發(fā)癥如心血管疾病。因此，研究和開發(fā)既可以治療高血糖又可以改善脂質紊亂的藥物很重要。理論上，PPARα/Y雙激動劑可以很好的改善T2DM患者的糖脂代謝紊亂如高血糖，胰島素抵抗，脂質紊亂。本論文的研究目的就是評價一個新的PPARα/γ雙激動劑對MSG肥胖大鼠和自發(fā)性2型糖尿病KKAy小鼠的胰島素抵抗和脂質紊亂的改善作用，并對其機制進行研究。 第一部分：PPARα/γ雙激動劑西格列羧的體外研究通過報告基因分析實

4、驗，西格列羧可激活PPARα和PPARY，它的PPARY激活作用小于羅格列酮而大于吡格列酮；PPARα的激活作用強于羅格列酮、吡格列酮，也強于選擇性PPARα激動劑WY14643。還發(fā)現(xiàn)西格列羧促進小鼠前脂肪細胞的分化和HepG2的葡萄糖轉運。這些結果都提示了西格列羧在體內可能改善胰島素抵抗、脂質紊亂和高血糖。 第二部分：西格列羧對MSG肥胖大鼠胰島素抵抗及脂質紊亂的作用及其機制 研究MSG肥胖大鼠主要表現(xiàn)為肥胖、脂質紊

5、亂、胰島素和糖耐量異常。研究表明西格列羧改善MSG肥胖大鼠受損的胰島素和糖耐量，降低高胰島素血癥和胰島素抵抗指數(shù)，增加胰島素敏感指數(shù)。提示了西格列羧改善MSG肥胖大鼠的機體胰島素抵抗。同時西格列羧在正常血糖－高胰島素鉗夾實驗中升高葡萄糖輸注速率(GIR)，抑制丙氨酸糖異生，減少脂肪細胞大小。因此西格列羧對MSG肥胖大鼠肌肉、肝臟和脂肪組織的胰島素抵抗都有改善作用。利用免疫組織化學的方法，發(fā)現(xiàn)西格列羧增加肌肉組織中IRS1和GLUT4含量

6、、脂聯(lián)素的轉錄水平，增加肝臟和脂肪組織IRS1的水平，這些可能是西格列羧增加胰島素敏感性的分子機制。研究還發(fā)現(xiàn)西格列羧降低MSG肥胖大鼠胰腺中脂肪堆積和纖維化，增加胰島的大小 第三部分：西格列羧對自發(fā)性2型糖尿病KKAy糖尿病小鼠胰島素抵抗及脂質紊亂的作用及初步機制研究 KKAy小鼠是自發(fā)性T2DM動物模型，主要特點表現(xiàn)在高血糖、脂質紊亂、肥胖、胰島素和糖耐量異常。在我們的研究中西格列羧可明顯改善KKAy小鼠受損的胰島素

7、和糖耐量，降低高血糖、高胰島素血癥，增加胰島素敏感指數(shù)和降低胰島素抵抗指數(shù)。提示了西格列羧可以改善KKAy小鼠系統(tǒng)胰島素抵抗。同時西格列羧可以通過減少脂肪細胞的大小改善脂肪組織的胰島素抵抗，但是西格列羧對肝臟的胰島素抵抗沒有改善作用。除了胰島素增敏作用，西格列羧還改善KKAy小鼠的脂質紊亂，在RT-RCR實驗中，西格列羧有增加肝臟CPT1表達的趨勢，因此我們推測PPARα的激活作用參與了西格列羧的降脂機制。與PPARγ激動5劑不同，西格

8、列羧不增加KKAy小鼠的體重。還發(fā)現(xiàn)西格列羧改善KKAy小鼠胰腺形態(tài)學，增加胰島中葡萄糖轉運體2(GLUT2)含量。 第四部分：MSG肥胖大鼠代謝綜合癥特征評價以及PPARα激動劑和PPARγ激動劑對其的影響 代謝綜合癥也稱為X綜合癥、胰島素抵抗綜合癥。指在一個體中出現(xiàn)糖耐量受損、中心性肥胖、脂質紊亂和高血壓。以前的研究和本論文第二部分都表明了MSG肥胖大鼠具有胰島素抵抗、糖耐量異常、中心性肥胖和脂質紊亂。但是從來就沒有

9、提出其可作為代謝綜合癥的動物模型。本部分分析了MSG肥胖大鼠血流動力學的特點。結果發(fā)現(xiàn)，其動脈收縮壓、動脈舒張壓、平均動脈壓和左心室收縮壓明顯高于正常動物。具有代謝綜合癥的四個主要方面。提出MSG肥胖大鼠可作為研究代謝綜合癥的實驗動物模型，并利用雙相電泳找出MSG肥胖大鼠肝臟的差異蛋白。 發(fā)現(xiàn)，PPARγ激動劑羅格列酮改善MSG肥胖大鼠的胰島素抵抗和高血壓；PPARα激動劑非諾貝特明顯降低血胰島素水平但對胰島素抵抗和高血壓無改善

10、作用。因此我們提出推測非諾貝特可能降低MSG肥胖大鼠胰島β細胞胰島素分泌。并推斷在論文的第二部分，西格列羧改善MSG肥胖大鼠胰島素敏感性主要通過PPARγ的激活作用。為了研究非諾貝特減低胰島素分泌的機制，我們檢測了胰腺的形態(tài)學和胰腺中胰島素、GLUT2和解耦聯(lián)蛋白2(UCP2)的水平。結果表明非諾貝特明顯增加胰島的體積，但對與胰島素分泌相關的蛋白GLUT2和UCP2無影響。所以還需要進一步的研究。 總之，西格列羧具有PPARα和