游离脂肪酸诱导脂肪细胞炎症反应和胰岛素抵抗的分子机制研究

论文摘要

肥胖是导致许多慢性疾病的主要因素,尤其是胰岛素抵抗和2型糖尿病,约90%的2型糖尿病患者超重或肥胖。脂肪组织增生肥大、脂肪细胞功能受损是肥胖状态时机体最主要的形态、病理改变,可诱发脂肪细胞炎症反应和胰岛素抵抗。1.本研究应用FFA诱导脂肪细胞模型,分析FFA对3T3-L1脂肪细胞内质网应激信号,炎症信号和胰岛素信号传导通路的影响,结果发现:（1）FFA激活脂肪细胞内质网应激反应激酶—双链RNA激活的蛋白激酶样内质网真核翻译起始因子2α激酶[the double-stranded RNA activated protein kinase （PKR）-like endoplasmic reticulum eukaryotic initiation factor 2 alpha（eIF2α）kinase,PERK]和肌醇需要酶1α（inositol-requiring 1 alpha,IRE1α）,上调内质网应激标志物-葡萄糖调节蛋白78（glucose-regulated protein 78,GRP78）和剪接型X盒结合蛋白1（spliced form of XBP1,XBP1s）的表达。（2）FFA激活炎症信号通路-核因子κB抑制蛋白激酶β[ inhibator of nuclear factor kappa B（NF-κB）kinaseβ,IKKβ]和c-Jun氮末端激酶（c-Jun N-terminal kinase,JNK）;上调炎性细胞因子—TNFα和IL-6的表达水平,并损害脂肪细胞内的胰岛素信号转导。（3）有抑制内质网应激作用的小分子化学伴侣—牛磺熊去氧胆酸（tauroursodeoxycholic acid,TUDCA）,能够有效逆转FFA诱导的脂肪细胞炎症反应和胰岛素抵抗,证实FFA通过内质网应激信号通路诱导脂肪细胞发生炎症反应和胰岛素抵抗。2.本研究通过构建的重组腺病毒Ad-hIKKβWT（人野生型IKKβ）、Ad-hIKKβK44M（人失活型IKKβ）、Ad-hIKKβS177ES181E（人活化型IKKβ）转导3T3-L1 CAR脂肪细胞,研究IKKβ过表达对脂肪细胞中各信号传导通路的影响。结果证实:（1）IKKβ过表达导致脂肪细胞发生内质网应激反应、炎症反应和胰岛素抵抗,证实IKKβ是FFA诱导的脂肪细胞内质网应激反应信号通路的重要下游调节分子。（2）IKKβ参与调节脂肪细胞的脂肪代谢过程—促进脂肪细胞的脂解反应,并抑制脂肪合成过程。3.本研究还分析了肥胖小鼠原代脂肪细胞内IKKβ的活化情况,结果证实ob/ob小鼠脂肪细胞中的内源性IKKβ及其磷酸化蛋白的表达同样增加。综上所述,内质网应激和IKKβ是介导FFA诱导的脂肪细胞炎症反应和胰岛素抵抗的重要分子机制。4.本研究的创新点:（1）首次证实内质网应激反应参与调节FFA诱导的脂肪细胞炎症反应和胰岛素抵抗。（2）首次证实在脂肪细胞中,炎性激酶IKKβ具有与FFA相似的作用—诱发内质网应激反应、炎症反应和胰岛素抵抗;证实IKKβ与内质网应激相互作用,将加剧脂肪细胞胰岛素抵抗。（3）首次证实炎性激酶IKKβ对脂肪细胞脂肪代谢的作用—抑制脂肪合成、促进脂肪裂解,加重脂肪细胞胰岛素抵抗。（4）首次证实在ob/ob小鼠原代脂肪细胞中,IKKβ的磷酸化水平和总蛋白含量都明显增加,进一步证实IKKβ是参与调节脂肪细胞肥胖相关炎症反应和胰岛素抵抗发生的重要蛋白分子。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• 第1节 肥胖、胰岛素抵抗与炎症
• 1.1 肥胖与2 型糖尿病大流行
• 1.2 肥胖与胰岛素抵抗
• 1.3 肥胖相关胰岛素抵抗的机制研究—慢性炎症机制
• 1.4 肥胖相关的胰岛素抵抗与脂肪组织功能异常
• 第2节 内质网应激与肥胖相关的胰岛素抵抗
• 2.1 内质网应激
• 2.2 内质网应激在肥胖相关胰岛素抵抗中的作用
• 2.3 展望
• 第2章FFA激活3T3-L1脂肪细胞内质网应激反应信号通路
• 第1节 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 第2节 实验结果
• 2.1 3T3-L1 前脂肪细胞和脂肪细胞形态
• 2.2 RNA 电泳结果
• 2.3 FFA 诱导3T3-L1 脂肪细胞发生内质网应激
• 2.4 FFA 激活3T3-L1 脂肪细胞炎性信号通路
• 2.5 FFA 诱导3T3-L1 脂肪细胞胰岛素抵抗
• 2.6 TUDCA 对 FFA 诱导的3T3-L1 脂肪细胞胰岛素抵抗有抑制作用
• 2.7 TUDCA 对 FFA 诱导的3T3-L1 脂肪细胞内炎症反应有抑制作用
• 第3节 讨论
• 第3章 IKKβ参与调节FFA诱导的3T3-L1脂肪细胞炎症反应和胰岛素抵抗
• 第1节 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 第2节 实验结果
• 2.1 重组腺病毒滴度测定
• 2.2 确定3T3-L1 CAR 脂肪细胞腺病毒转导效率
• 2.3 重组腺病毒 Ad-hIKKβWT、Ad-hIKKβKM、Ad-hIKKβSE 在3T3-L1 CAR 脂肪细胞中表达hIKKβ蛋白
• 2.4 IKKβ过表达诱导3T3-L1 CAR 脂肪细胞胰岛素抵抗
• 2.5 IKKβ过表达诱导3T3-L1 CAR脂肪细胞内质网应激相关基因和炎性细胞因子的表达
• 2.6 IKKβ过表达对3T3-L1 CAR 脂肪细胞中脂肪代谢过程的影响
• 2.7 IKKβ在遗传性肥胖小鼠原代脂肪细胞中的表达
• 第3节 讨论
• 研究总结
• 参考文献
• 附录
• 攻读博士期间发表的学术论文及获奖
• 致谢
• 摘要
• Abstract