1型糖尿病葡萄糖代谢与胰岛素信号传导途径异常导致大鼠海马Alzheimer样tau蛋白过度磷酸化修饰

Tau蛋白过度磷酸化是Alzheimer病(Alzheimer disease, AD)的一个重要病理特征.采用 I 型糖尿病大鼠模型,研究胰岛素信号传导途径及葡萄糖代谢失调对tau蛋白过度磷酸化的形成机制进行探讨.以同龄Wistar大鼠做对照（CTL）,胰腺大部分切除造低胰岛素组（PX）,STZ较大剂量一次性注射造1型糖尿病模型即低胰岛素高血糖组（T1DM）.葡萄糖氧化酶法检测血浆血糖,放免法检测血浆胰岛素,蛋白质印迹分析海马内总tau蛋白及tau蛋白上部分位点（Ser199、Thr212、Ser214、Ser396及Ser422）的磷酸化及神经细胞膜上葡萄糖转运子3（Glucose transport 3,GLUT3）水平.γ-32P-ATP和特异性底物肽检测海马内胰岛素信号传导系统中的关键酶糖原合成酶激酶-3β（Glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β）活性.发现3组大鼠海马回总tau蛋白水平无显著差异,但以高血糖、低胰岛素血症为特征的T1DM组在tau蛋白Ser199、Thr212、Ser214、Ser396及Ser422位点上,呈现过度磷酸化状态,以低胰岛素血症为特征而血糖正常的PX组在位点Ser199、Thr212及Ser396上磷酸化程度比CTL组显著上升, 在位点Ser214及 Ser422上的磷酸化程度的改变不显著;T1DM及PX组大鼠海马 GSK-3β活性显著高于CTL组, 而GLUT3水平在T1DM和PX组均降低, 尤以T1DM组降低更显著.研究结果显示,胰岛素水平低下可能通过激活GSK-3β和下调细胞内葡萄糖代谢的双重作用引起脑内tau蛋白过度磷酸化.     

肥胖及2型糖尿病大鼠Alzheimer病样Tau蛋白过度磷酸化修饰及机制探讨

Tau蛋白异常过度磷酸化修饰在阿尔茨海默病(Alzheimerdisease,AD)发病机理中起非常重要的作用,而2型糖尿病是AD的风险因素之一.采用蛋白质印迹研究2型糖尿病及单纯肥胖大鼠脑中海马回tau蛋白磷酸化程度,发现在这两种大鼠模型中海马tau蛋白在多个位点上都呈现过度磷酸化状态.同时,胰岛素信号传导系统中的关键酶糖原合成激酶-3β(glycogensynthasekinase-3β,GSK-3β)活性在这两种大鼠模型的海马回中明显增高,经脑立体定位法向大鼠海马回注射GSK-3β抑制剂氯化锂(LiCl),可阻止2型糖尿病及肥胖大鼠模型中的GSK-3β激活,但仅阻止单纯肥胖大鼠海马回tau蛋白过度磷酸化.另外,海马神经细胞膜上胰岛素受体β亚基水平在两种实验模型中显著下降.研究结果表明,2型糖尿病及肥胖可能通过增高胰岛素抵抗,从而导致GSK-3β激活和tau蛋白的过度磷酸化来提高AD的发病风险.2型糖尿病脑中低下的葡萄糖代谢也可能在tau蛋白的过度磷酸化起一定作用.     

二甲双胍降低肥胖大鼠海马内PPARγ、IDE表达伴随TNF-α和Aβ42表达上调

二甲双胍（metformin,MET）常用于肥胖胰岛素抵抗患者改善胰岛素抵抗降低血糖,但MET可增加脑内β-淀粉肽（β-amyloid,Aβ）表达,目前机制不清.Aβ沉积作为阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD)始发病理生理学改变,在AD中发挥重要作用. 为研究MET对脑内Aβ表达的影响及机制,采用饮食诱导肥胖大鼠模型 （OB组）予MET灌胃4 W后（MET组）,观察海马内Aβ42及相关因子肿瘤坏死因子α （TNF-α）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ, PPARγ)、胰岛素降解酶（insulin degrading enzyme, IDE）的表达. 结果显示,OB组大鼠血糖水平较对照组（CTL组）无明显差异,胰岛素含量明显升高（P<0.01), 并存在胰岛素抵抗;OB组大鼠海马内TNF-α、 Aβ42 水平较CTL组上调,PPARγ、IDE表达下降(P<0.05). MET组胰岛素及胰岛素抵抗均较OB组降低(P<0.05),海马内TNF-α、Aβ42表达增加(P<0.01);PPARγ,IDE表达较OB组减少(P<0.01). 上述结果提示,二甲双胍作为治疗肥胖胰岛素抵抗的一线用 药,可改善胰岛素抵抗,但增加海马内炎性因子TNF-α表达、减少PPARγ水平,降低其调控IDE转录作用,使IDE表达减少,伴随Aβ42降解减少沉积增加,从而可能增加AD发病风险.     

罗格列酮改善胰岛素抵抗大鼠海马Alzheimer病样tau蛋白磷酸化水平

Tau蛋白过度磷酸化是Alzheimer病(AD)发病的关键事件.由于2型糖尿病是AD的风险因子,并且胰岛素抵抗是2型糖尿病的特征,检测了胰岛素抵抗大鼠大脑海马tau蛋白磷酸化水平,以及运用胰岛素增敏剂罗格列酮(TZD)后磷酸化的变化,发现胰岛素抵抗组大鼠海马tau蛋白呈过度磷酸化改变,但运用TZD后,tau蛋白的磷酸化状态有所恢复.由于糖原合成激酶-3β(GSK-3β)位于胰岛素信号转导途径中,并且是tau蛋白的重要磷酸激酶,研究检测罗格列酮干预前后GSK-3β活性,发现均升高.研究结果表明,肥胖时胰岛素抵抗导致细胞内胰岛素信号转导途径中,GSK-3β活性上调可能是引起大鼠海马内tau蛋白过度磷酸化的一个重要原因;虽然TZD可抑制tau蛋白的过度磷酸化,但可能不是通过下调GSK-3β活性的途径.     

奥美沙坦减轻高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝病的机制研究

目的探讨奥美沙坦对于高脂诱导的非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的影响及可能机制。方法健康雄性8周龄C57BL／6小鼠24只随机分为高脂组（n=16）和正常饮食组（n=8）,高脂组小鼠高脂饮食（60％的脂肪）12w后再随机分为高脂饮食对照组（n=8）、高脂饮食治疗组（n=8）。高脂饮食治疗组小鼠给予0．75mg／kg／d的奥美沙坦灌胃8w,灌胃结束后处理小鼠,留取空腹血样本检测AST和ALT。肝组织冰冻切片行油红O染色观察脂肪变;石蜡切片行HE和F4／80免疫组化染色观察肝脏炎症变化;实时荧光定量PCR检测肝脏TNF-α和IL-6mRNA的表达水平;WesternBlot检测肝组织中IκB-α、p-IκBa、NF—κB信号通路的活化。结果奥美沙坦显著抑制了高脂诱导的NAFLD脂肪变性,并明显改善肝功能。实时荧光定量PCR结果表明奥美沙坦能显著降低肝脏组织中TNF-α和IL-6mRNA表达水平（P〈0．05）;Western Blot结果显示奥美沙坦显著抑制肝脏NF-κB信号通路活化。结论奥美沙坦显著抑制NAFLD小鼠肝脏炎性病变而保护肝功能,其机制与抑制NF-κB信号通路活化以及降低肝脏TNF-α和IL-6mRNA水平有关。     

胰岛素对3T3-L1脂肪细胞中极低密度脂蛋白受体基因表达的影响

体外培养3T3-L1细胞分化模型,研究不同浓度胰岛素及慢性胰岛素刺激对3T3-L1脂肪细胞中极低密度脂蛋白受体（VLDLR）基因表达的影响.在不同浓度胰岛素及胰岛素慢性刺激的干预下,用半定量RT-PCR检测细胞VLDLR mRNA水平的变化.微量化GOD-PAP法检测培养基中残存的葡萄糖.在细胞诱导分化过程中,胰岛素浓度的增高促进VLDLR的表达;胰岛素慢性刺激下,VLDLR表达因浓度差异呈现不同变化.研究结果表明,胰岛素的浓度及慢性刺激对3T3-L1脂肪细胞的成熟和VLDLR基因的表达有显著作用,而胰岛素抵抗明显减低成熟脂肪细胞VLDLR的表达.     

Ⅱ型糖尿病大鼠海马Alzheimer病样Tau蛋白过度磷酸化修饰及机制探讨

Tau蛋白过度磷酸化是Alzheimer病 (Alzheimer′s disease, AD) 的一个重要特征.本研究检测了Ⅱ型糖尿病大鼠海马tau蛋白磷酸化水平,对其形成机制进行探讨. 以同龄正常Wistar大鼠作为对照,高脂高蛋白高糖饮食加小剂量链脲佐菌素（streptozotocin,STZ）注射诱导造Ⅱ型糖尿病模型（T2DM组）.放免法检测血浆胰岛素;葡萄糖氧化酶法检测血浆葡萄糖;蛋白质印迹技术检测各组大鼠海马内总tau蛋白、tau蛋白上部分位点磷酸化、神经细胞膜上胰岛素受体及葡萄糖转运子3（glucose transport 3,GLUT3）水平;表面等离子共振技术（surface plasmon resonance, SPR）检测细胞膜上胰岛素受体与血浆胰岛素结合力;γ32-P标记的ATP和特异性底物肽检测海马内胰岛素信号传导系统中的关键酶糖原合酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β）活性.结果显示,T2DM组血浆血糖、血浆胰岛素及运用HOMA-IR公式计算的胰岛素抵抗指数显著高于对照组.蛋白质印迹结果显示两组大鼠海马回总tau蛋白水平无差异;T2DM组中tau蛋白在Ser199、Thr212、Ser214、Thr217、Ser396及Ser422位点上的磷酸化水平均显著高于对照组;T2DM组海马神经细胞膜上胰岛素受体水平及与胰岛素结合的功能均显著低于对照组;GSK-3β活性检测结果显示,T2DM组大鼠模型海马回中GSK-3β活性明显增高.研究结果表明,Ⅱ型糖尿病中由于胰岛素抵抗导致GSK-3β激活从而出现AD样tau蛋白的过度磷酸化,葡萄糖代谢紊乱也可能在tau蛋白的过度磷酸化起一定作用.