AD认知功能障碍的代谢紊乱机制:脑胰岛素抵抗及其介导的PI3K/Akt信号通路受损

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种以进行性痴呆为主要特征的中枢神经系统退行性疾病,其认知功能障碍可能与Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes, T2DM)诱发的胰岛素抵抗所损伤的PI3K/Akt胰岛素信号级联通路相关。胰岛素是调节机体新陈代谢的重要激素,通过与神经细胞表面的胰岛素受体结合激活PI3K/Akt信号通路,以调控葡萄糖、脂质的代谢。任何中间媒介功能紊乱所导致的脑胰岛素水平和胰岛素敏感性的降低都会损坏PI3K/Akt信号通路,诱发脑能量代谢障碍、Aβ沉积、Tau蛋白过度磷酸化,引起并加重AD认知功能障碍。因此,本文以PI3K/Akt胰岛素信号通路为主线,揭示了T2DM中脑胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)与AD之间的复杂机制,旨在加深对脑IR介导的AD病理过程的系统性理解,借此为延缓或治疗AD的认知功能障碍提供理论基础。     

MicroRNAs对骨骼肌胰岛素抵抗的调控及其机制

胰岛素抵抗是肥胖和2型糖尿病发生的共同病理生理机制。骨骼肌是胰岛素介导的葡萄糖摄取、代谢、利用的主要靶器官之一,是胰岛素抵抗发生最早和最重要的部位。研究表明,骨骼肌葡萄糖摄取障碍、胰岛素信号通路受损、线粒体生物合成受阻与骨骼肌胰岛素抵抗密切相关。当骨骼肌发生胰岛素抵抗时,多种microRNAs (miRNAs)表达上调(miR-106b,miR-23a,mi R-761,miR-135a,Let-7,miR-29a)或下调(miR-133a,miR-149,miR-1),它们参与对骨骼肌葡萄糖摄取、胰岛素信号通路及线粒体生物合成的调控,在骨骼肌胰岛素抵抗的发生与发展中发挥了重要作用。这些miRNAs可作为治疗骨骼肌胰岛素抵抗或糖尿病的潜在靶点。     

GAS6/AXL信号通路失活对小鼠能量代谢的影响

目的研究小鼠生长停滞特异蛋白6(growth arrest-specific gene 6,GAS6)信号通路的失活对维持机体能量代谢稳态的影响。方法以GAS6主要受体Axl基因敲除(Axl-/-)小鼠及其野生型(Axl+/+)小鼠为研究对象,比较两组动物基础血糖值、血脂四项指标、脂肪系数及骨骼肌中糖代谢信号蛋白PI3K、AKT与葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,GLUT4)基因表达水平及其蛋白磷酸化水平间的差异;同时检测人工诱发2型糖尿病(type2 diabetes mellitus,T2DM)造模前后小鼠血清GAS6蛋白水平与T2DM模型成模率的改变之间是否存在相关性。结果 Axl-/-小鼠血脂出现异常波动,且脂肪沉积率显著高于野生型小鼠(P0.01)。Axl-/-小鼠血糖调节能力受损,其空腹血糖值显著高于野生型,骨骼肌Glut4的mRNA水平升高,而PI3K、AKT和GLUT4蛋白的磷酸化水平均略有下降。经人工诱发T2DM后,Axl+/+和Axl-/-小鼠血浆中GAS6浓度均显著低于各自对照组,且Axl-/-小鼠T2DM模型的成模率是Axl+/+小鼠的2倍(P0.01)。结论 GAS6/AXL信号通路的激活在一定程度上降低血糖和抑制脂肪沉积。     

运动增加肥胖和2型糖尿病患者体内GLP-1水平的机制及意义

胰高血糖素样肽-1 (glucagon-like peptide-1, GLP-1)的减少在肥胖和2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)中的重要作用为运动降低体重和血糖、改善胰岛素敏感性,以及防治肥胖及T2DM的机制研究提供了一个新视角。近年来的研究发现,运动可能通过谷氨酰胺(glutamine, Gln)、白介素-6 (interleukin-6,IL-6)、游离脂肪酸(free fatty acid, FFA)、交感-肾上腺髓质系统介导GLP-1的增加。增加的GLP-1可发挥改善胰岛β细胞功能,促进β细胞增殖、抑制β细胞凋亡、抑制食欲和胃排空以及降低chemerin等作用,从而提高胰岛素敏感性、减少能量摄入和改善血糖水平。这可能是运动防治肥胖、T2DM的机制之一,但仍需更多研究证实。该文就运动增加肥胖和2型糖尿病患者体内GLP-1水平的作用、机制及其生物学意义做一综述。     

抵抗素在胰岛素抵抗中的作用机制及其受体信号通路研究进展北大核心CSCD

抵抗素是近年来在体内发现的一种新的脂肪细胞因子。研究显示,抵抗素可以通过多种途径促发胰岛素抵抗,诱导2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的发生,并且可以经由不同的信号通路介导机体炎性反应。抵抗素作为联系炎症与代谢的信号因子,有望为治疗胰岛素抵抗和T2DM提供新思路。然而,由于尚未在体内找到抵抗素的特异性受体,其在体内一系列调节活动的具体机制目前仍不清楚。本文就目前关于抵抗素在胰岛素抵抗调节机制及其受体信号通路的研究进展作一综述。     

抵抗素在胰岛素抵抗中的作用机制及其受体信号通路研究进展

抵抗素是近年来在体内发现的一种新的脂肪细胞因子。研究显示,抵抗素可以通过多种途径促发胰岛素抵抗,诱导2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的发生,并且可以经由不同的信号通路介导机体炎性反应。抵抗素作为联系炎症与代谢的信号因子,有望为治疗胰岛素抵抗和T2DM提供新思路。然而,由于尚未在体内找到抵抗素的特异性受体,其在体内一系列调节活动的具体机制目前仍不清楚。本文就目前关于抵抗素在胰岛素抵抗调节机制及其受体信号通路的研究进展作一综述。     

TNFα对正常昆明小鼠骨骼肌和肝脏葡萄糖摄取的影响

目的观察肿瘤坏死因子α(TNFα)对正常昆明小鼠骨骼肌和肝脏葡萄糖摄取的影响。方法80只昆明小鼠随机分为高剂量连续注射组(TH组,n=20)、TNFα低剂量连续注射组(TL组,n=20)、TNFα高剂量一次注射组(T1组,n=20)和正常对照组(C组,n=20),以3H标记的2脱氧葡萄糖(2-DG)为示踪剂,观察各组非胰岛素刺激(基础)和胰岛素刺激的离体骨骼肌和肝脏葡萄糖摄取量的变化。结果1)正常昆明小鼠肝脏基础葡萄糖摄取量明显高于骨骼肌葡萄糖摄取量(P<0.01),肝脏胰岛素刺激的葡萄糖摄取量变化值明显低于骨骼肌葡萄糖摄取量变化值(P<0.01)。2)TH组和TL组骨骼肌和肝脏基础葡萄糖摄取量均明显高于C组(P<0.01),且TH组明显高于TL组(P<0.01)。3)TH组和TL组骨骼肌和肝脏胰岛素刺激的葡萄糖摄取量均明显低于C组(P<0.01),且TH组明显低于TL组(P<0.01)。4)T1组骨骼肌和肝脏无论基础还是胰岛素刺激的葡萄糖摄取量均与C组差异无显著性(P>0.05)。结论1)正常动物肝脏和骨骼肌葡萄糖摄取方式不同,骨骼肌葡萄糖摄取受胰岛素调控比肝脏强。2)TNFα抑制组织胰岛素刺激的葡萄糖摄取,但促进组织基础葡萄糖摄取。3)TNFα对组织葡萄糖摄取的影响,呈剂量和时间依赖性。     

脂质代谢中间产物调节骨骼肌胰岛素敏感性

骨骼肌是人体最大的器官,完成胰岛素刺激下葡萄糖摄取量的80%～90%,与胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)的发生、发展密切相关。骨骼肌是脂质代谢的主要场所之一,脂质代谢产物可作为信号分子参与骨骼肌内物质代谢的调控。脂肪酸作为脂质代谢中的产物,可通过胰岛素信号转导、炎症反应和线粒体功能等多种途径来调节骨骼肌胰岛素敏感性。例如：饱和脂肪酸(saturated fatty acids, SFAs)损害胰岛素信号转导、诱发线粒体功能障碍和炎症反应,从而诱导IR;而不饱和脂肪酸则通过增强胰岛素信号转导和发挥抗炎作用逆转SFAs带来的不良影响,从而减轻IR。此外,骨骼肌内脂质代谢紊乱可使有害的代谢中间产物如二酰甘油(diacylglycerol, DAG)、神经酰胺及长链脂酰辅酶A (long-chain acyl-coenzyme A, LCACoA)蓄积,通过直接或间接损害胰岛素信号通路诱发IR。本文对脂质代谢中间产物调控骨骼肌胰岛素敏感性的研究进展进行综述,以期加深对糖尿病发病机制的理解与认识。     

核桃多肽对高糖诱导HepG2胰岛素抵抗模型的影响

摘 要：目的：探究核桃多肽在细胞水平上的降糖作用机制,为核桃资源开发利用提供科学依据。方法：在实验室提取的HT多肽,分离纯化HT-1、HT-2的基础上,通过GLUT4转膜活性筛选,L6肌管细胞葡萄糖摄取活性筛选以及高糖诱导HepG2细胞模型胰岛素抵抗实验,探究核桃多肽的降糖生物活性及降糖作用机制。结果：HT多肽、HT-1、HT-2均有一定的促GLUT4转膜活性,其中量效曲线趋势分布较好的为HT-2,15min开始响应,30min达峰值,在25min细胞膜上GLUT4增加1倍;葡萄糖摄取活性都较好,摄取率分别为1.16、1.06和1.36;IRβ、IRS-1蛋白、GLUT2蛋白的表达水平与HT-2呈浓度依赖性增加,表明HT-2通过胰岛素信号传导途径改善葡萄糖代谢。结论：HT多肽、HT-1、HT-2的降糖活性都较好,其中HT-2效果明显,且是通过胰岛素信号传导途径改善葡萄糖代谢。     

mTOR/S6K1信号通路与胰岛素抵抗的关系及有氧运动对其影响的研究

目的:通过研究高脂饮食和有氧运动对胰岛素抵抗(IR)小鼠骨骼肌雷帕霉素靶蛋白/核糖体S6激酶1(mTOR/S6K1)通路的影响,试图为运动防治IR提供理论依据。方法:8周C57BL/6小鼠随机分为正常饮食组和高脂饮食组,每组各20只,高脂饮食组喂养8周后建立IR模型。随后将正常饮食组再次随机分为正常饮食安静组(NC)和正常饮食运动组(NE);高脂饮食组也随机分为高脂饮食安静组(HC)和高脂饮食运动组(HE)。各运动组进行为期6周、75%VO2max强度跑台训练,每天1次,每次60min,每周5次。实验结束后采用OGTT检测葡萄糖耐量,组织学检测胰岛形态变化,ELISA法检测血清空腹胰岛素水平,Northern blot、Western blot检测骨骼肌中mTOR和S6K1 mRNA和蛋白及其磷酸化蛋白pS6K1-Thr389的表达。结果:与NC组相比,HC组小鼠体重、空腹血清胰岛素值和胰岛β细胞团面积百分比均呈显著增加,且OGTT曲线显示糖耐量明显受损,然而6周有氧运动后以上各指标呈显著性降低,葡萄糖耐量也得到明显改善;且骨骼肌中mTOR、S6K1、pS6K1-Thr389 mRNA和蛋白表达均明显降低。结论:mTOR/S6K1信号通路与高脂饮食诱导IR的发生密切相关,有氧运动明显增加了机体组织对胰岛素的敏感性,推测有氧运动可能通过抑制mTOR/S6K1信号通路,增加IR小鼠骨骼肌的能量代谢从而改善IR。     

AMPK及脂肪细胞因子调节胰岛素抵抗的研究进展

腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated Protein Kina,AMPK)信号通路是调节细胞能量状态的中心环节,被称为"细胞能量调节器",在增加骨骼肌对葡萄糖的摄取、增强胰岛素(Insulins,Ins)敏感性、增加脂肪酸氧化以及调节基因转录等方面发挥重要作用.在整体水平,AMPK通过激素和脂肪细胞因子如瘦素、脂联素和抵抗素等调节能量的摄入和消耗.多种脂肪源性细胞因子表达异常与胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)密切相关,而胰岛素抵抗又是Ⅱ型糖尿病发生的基础,并贯穿于Ⅱ型糖尿病发生发展的全过程.研究AMPK及脂肪细胞因子与胰岛素抵抗的关系,将为AMPK作为防治肥胖和Ⅱ型糖尿病提供新的药理学靶点.     

GAS6 / AXL 信号通路失活对小鼠能量代谢的影响简

目的 研究小鼠生长停滞特异蛋白6（growth arrest-specific gene 6,GAS6）信号通路的失活对维持机体能量代谢稳态的影响.方法 以GAS6主要受体Axl基因敲除（Axl-/-）小鼠及其野生型（Axl＋/＋）小鼠为研究对象,比较两组动物基础血糖值、血脂四项指标、脂肪系数及骨骼肌中糖代谢信号蛋白PI3K、AKT与葡萄糖转运蛋白4（glucose transporter 4,GLUT4）基因表达水平及其蛋白磷酸化水平间的差异;同时检测人工诱发2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）造模前后小鼠血清GAS6蛋白水平与T2DM模型成模率的改变之间是否存在相关性.结果 Axl-/-小鼠血脂出现异常波动,且脂肪沉积率显著高于野生型小鼠（P＆lt;0.01）.Axl-/-小鼠血糖调节能力受损,其空腹血糖值显著高于野生型,骨骼肌Glut4的mRNA水平升高,而PI3K、AKT和GLUT4蛋白的磷酸化水平均略有下降.经人工诱发T2DM后,Axl＋/＋和Axl-/-小鼠血浆中GAS6浓度均显著低于各自对照组,且Axl-/-小鼠T2DM模型的成模率是Axl＋/＋小鼠的2倍（P＆lt;0.01）.结论 GAS6/AXL信号通路的激活在一定程度上降低血糖和抑制脂肪沉积.     

抗T2DM药治疗阿尔茨海默病研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的发病机制还不清楚,目前治疗或预防AD的方法效果有限。糖代谢减弱和胰岛素信号紊乱是AD与2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的共同特征,也是T2DM早发AD的主要机制。T2DM相关治疗药物能有效改善AD神经退行性病变,已引起广泛关注。本文总结抗T2DM药物治疗AD研究进展,为AD发病机制和药物研发提供思路。     

MG53在运动改善胰岛素抵抗中的作用

胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)是多种代谢性疾病的共同病理基础,运动作为改善这一病理过程的重要辅助治疗手段,其干预方式、强度和持续时间等尚未明确。MG53(mitsugumin 53)是一种近年来备受关注的骨骼肌细胞膜修复蛋白,有研究表明其不仅是"效应分子",同时也是重要的信号分子——介导多条信号转导通路发挥广泛的生物学效应。本文通过综述MG53调控胰岛素抵抗发生发展的过程,以及MG53介导运动改善胰岛素抵抗的可能信号转导机制,为运动辅助治疗胰岛素抵抗提供新思路。     

肠道微生物群与2型糖尿病的研究进展

2型糖尿病(T2DM)的发病率在世界范围内迅速增加。然而,T2DM的发病机制尚不清楚。最近的证据表明肠道微生物群与肥胖和T2DM有关。有明确的证据表明肠道微生物通过对体质量、内毒素血症、胆汁酸代谢、促炎活性和胰岛素抵抗的调节而影响宿主。通过使用饮食、运动、益生菌、益生元和粪便微生物移植来调节肠道微生物群可能有助于改善宿主的葡萄糖代谢和胰岛素抵抗。但仍需要继续进行研究,以提高我们对肠道微生物群与T2DM关系的理解,并且为2型糖尿病的新治疗提供重要线索。     

中国仓鼠自发性2型糖尿病基础代谢特征及相关基因的表达差异

目的 探究自发性2型糖尿病中国仓鼠糖脂代谢、体成分、昼夜运动及新陈代谢等基础代谢特征和相关基因在骨骼肌、肝中的表达情况。方法 根据中国仓鼠空腹血糖(FBG)和餐后血糖(PBG)值,选取对照组(FBG≤4.5 mmol/L且PBG<6.0 mmol/L)与糖尿病组(FBG≥6.0 mmol/L且PBG>7.0 mmol/L),测定动物体重、血糖、血脂、血清胰岛素含量及糖耐量,分析动物体成分,昼夜运动及新陈代谢特征,检测相关基因葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,Glut4)和过氧化物酶体增殖激活受体-γ(peroxisomeproliferative activated receptor-γ,Pparg)在骨骼肌和肝中的表达情况。结果 与对照组相比,中国仓鼠糖尿病组血糖、血脂含量增加,血清胰岛素含量和胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance,HOMA-IR)增大,体脂率降低,摄食量和白天活动量增加,热量消耗增大。PPARG在肝和骨骼肌中的mRNA和蛋白表达水平显著增加;GLUT4在骨骼肌中的mRNA和蛋白表达水平显著降低。结论 自发性2型糖尿病中国仓鼠属于糖脂代谢异常,能产生胰岛素抵抗的非肥胖型2型糖尿病动物模型,GLUT4的下调可能与骨骼肌中异常的糖代谢及胰岛素抵抗有关,而上调的PPARG可能有利于机体胰岛素抵抗状态的缓解。     

前蛋白转化酶1(PC1)与胰岛素原转化的研究进展

前蛋白转化酶1(Proprotein convertase 1,PC1)是胰岛素原转换为胰岛素的一个重要关键酶,PC1缺陷导致胰岛素原转化障碍、高胰岛素原血症.2型糖尿病(T2DM)患者存在高胰岛素原血症,是原发的β细胞功能受损的表现,是胰岛素原向胰岛素转化过程出现障碍所致.胰岛素原与胰岛素(insulin,INS)的比例失调是T2DM(type 2 diabetes mellitus)的一个重要特点,甚至是T2DM发病的一个独立预测指标.因此,研究PC1与胰岛素原转化、胰岛素原增高的确切机制和意义对2型糖尿病的防治是有肯定意义的.     

调节GLUT4转位化合物及相关的信号通路研究进展

葡萄糖转位载体4(GLUT4)转位的受损与2型糖尿病密切相关,所以筛选促进GLUT4转位的药物并研究其相关的信号通路对治疗2型糖尿病具有十分重要的意义。药物促进GLUT4转位主要通过AMP活化蛋白激酶(AMPK)、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)和蛋白激酶C(PKC)信号通路。本文分别介绍了这三种信号通路与GLUT4转位的关系以及相关的促进GLUT4转位的药物,为寻找治疗2型糖尿病的潜在新药提供参考。     

LncRNAs对肝脏胰岛素抵抗的调控及其机制

胰岛素抵抗是肥胖、2型糖尿病发生的共同病理生理机制。肝脏是胰岛素介导的葡萄糖摄取、代谢、利用的重要靶器官,也是胰岛素抵抗发生的重要部位。研究表明,肝脏糖异生信号通路、胰岛素信号通路、脂质生成信号通路、自噬及活性氧生成与肝脏胰岛素抵抗密切相关。肝脏可产生多种长链非编码RNAs(lncRNAs),当其表达上调(如Blnc1、Risa、MALAT1、MEG3、SRA、Gm10768、H19和Gomafu)或下调(如lncSHGL)时,它们可调控肝脏糖异生信号通路、胰岛素信号通路、脂质生成信号通路、自噬及活性氧生成,从而参与肝脏胰岛素抵抗的发生与发展。该文对lncRNAs与肝脏胰岛素抵抗关系的阐明,将加深人们对lncRNAs功能及肝脏胰岛素抵抗机制的认知,为糖尿病的防治提供新的方向,lncRNAs有望成为治疗胰岛素抵抗和糖尿病的新靶点。     

氧化应激与2型糖尿病的研究进展

氧化应激与2型糖尿病(T2DM)的发生、发展密切相关.胰岛素抵搞(Insulin Resistance,IR)、胰岛β细胞功能受损是2型糖尿病的主要病因.而氧化应激可以直接及间接激活细胞内的一系列应激信号通路,如核因子κ-B(Nuclear factor-KappaB,NF-κB)、c-Jun氨基端激酶(NH-terminal Jun kinase,JNK)、蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)、p38丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)等.这些应激通路的激活可以产生以下结果:(1)阻断胰岛素作用通路,导致胰岛素抵抗;(2)降低胰岛素基因表达水平,致胰岛素合成和分泌减少;(3)促进胰岛β细胞凋亡等.本文针对氧化应激诱导胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损等机制加以综述,以便进一步阐明2型糖尿病的发病机制.