細(xì)胞色素P450表氧化酶2J3基因過表達(dá)治療小鼠2型糖尿病的作用及其機(jī)制.pdf

1、研究背景和目的
　　 目前研究認(rèn)為，花生四烯酸（Arachidonic acid, AA）是機(jī)體內(nèi)多種重要的生物活性物質(zhì)的前體。磷脂酶A2在各種生理性刺激作用下，脂解細(xì)胞膜磷脂釋放出AA，AA被三種不同的酶途徑進(jìn)行代謝，即環(huán)氧化酶途徑，脂氧化酶途徑以及細(xì)胞色素P450表氧化酶途徑。細(xì)胞色素P450（Cytochrome P450，CYP）表氧化酶代謝AA生成四種不同的環(huán)氧-二十碳三烯酸(Epoxyeicosatrienoic a

2、cids, EETs)，分別為5,6-EET, 8,9-EET, 11,12-EET與14,15-EET。 可溶性表氧化水解酶(Soluble epoxide hydrolase, Seh)是代謝EETs的主要酶類之一，EETs經(jīng)Seh代謝生成相應(yīng)的二羥基-20碳三烯酸(Dihydroxyeicosatrienoic acids, DHET)，其生物學(xué)活性明顯減弱。
　　 許多研究證據(jù)表明CYP表氧化酶-EETs系統(tǒng)在心血管系統(tǒng)

3、的穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要的生物學(xué)作用。EETs具有強(qiáng)大的舒張血管的功能，舒張血管的機(jī)制是通過激活BKCa2+引起血管平滑肌細(xì)胞超極化進(jìn)而導(dǎo)致血管舒張，另外至少一部分是通過激活Enos，促進(jìn)NO釋放發(fā)揮作用的；AA表氧化酶代謝產(chǎn)物EETs促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖與新生血管形成，其可能的機(jī)制是通過激活MAPK與PI3K/AKT信號(hào)通路，至少在一定程度上，Enos/NO信號(hào)通路也發(fā)揮了重要的作用。EETs通過激活MAPK，PKC，PI3K/AKT信號(hào)通路上調(diào)

4、內(nèi)皮細(xì)胞Enos的表達(dá)。CYP表氧化酶過表達(dá)，接下來增加EETs的生物合成，顯著抑制了TNF-α誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，其可能的機(jī)制是通過抑制MAPK的去磷酸化，以及激活PI3K/AKT信號(hào)通路。EETs還具有抑制炎癥保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞的生物學(xué)功能。目前研究證明，應(yīng)用Seh的特異性抑制劑抑制其生物活性后，Seh抑制劑對(duì)心血管系統(tǒng)與其他系統(tǒng)具有顯著的保護(hù)作用，比如，舒張血管，降低血壓；抑制高血壓導(dǎo)致的腎臟損傷；抑制缺血誘導(dǎo)的腦損傷與血管損傷；抑

5、制心肌缺血再灌注損傷；抑制心肌肥厚等等。
　　 糖尿病(Diabetes mellitus, DM)是一種慢性進(jìn)行性疾病，包括1型DM，2型DM，妊娠期糖尿病以及其他特殊類型的DM。在DM患者中90％以上為2型DM，其發(fā)病率逐年增加，其中體重增加和或肥胖是這類患者的突出表現(xiàn)，其主要病理生理問題是胰島素抵抗(Insulin resistance, IR)和b細(xì)胞功能衰竭，并導(dǎo)致心腦血管系統(tǒng)和腎臟等多種嚴(yán)重并發(fā)癥，甚至死亡，給家庭和

6、社會(huì)帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。研究結(jié)果表明CYP表氧化酶，EETs與DHET在IR，脂肪酸β氧化與DM的發(fā)生機(jī)制中具有重要的作用。但是CYP2J3過表達(dá)能否改善胰島素抵抗，提高外周組織對(duì)胰島素的敏感性，能否保護(hù)胰島b細(xì)胞功能，進(jìn)而起到延緩2型糖尿病進(jìn)展的作用，目前尚無文獻(xiàn)報(bào)道。
　　 在本研究中，我們假設(shè)過表達(dá)CYP2J3基因，接下來EETs的產(chǎn)生增加，在改善IR，提高胰島β細(xì)胞功能，延緩DM的進(jìn)展中具有重要的保護(hù)作用。因此，在db/

7、db 2型DM小鼠模型中，研究CYP2J3基因治療對(duì)IR與DM的影響以及可能的分子機(jī)制，并在體外研究外源性EETs對(duì)NIT-1細(xì)胞增殖，胰島素分泌能力，與抗損傷的影響以及可能的分子機(jī)制，旨在從整體動(dòng)物水平和細(xì)胞水平明確CYP2J3-EETs系統(tǒng)是否能夠改善胰島素抵抗，提高外周組織對(duì)胰島素的敏感性，以及是否能夠保護(hù)胰島β細(xì)胞功能，進(jìn)一步明確CYP2J3-EETs系統(tǒng)是否能夠延緩2型糖尿病的進(jìn)展。
　　 一、體內(nèi)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞色素P450

8、表氧化酶2J3基因過表達(dá)改善db/db 2 型糖尿病小鼠胰島素抵抗的作用及其機(jī)制；
　　 二、體外實(shí)驗(yàn) 外源性EETs促進(jìn)NIT-1細(xì)胞增殖與胰島素分泌的作用及其機(jī)制；
　　 三、體外實(shí)驗(yàn) 外源性EETs抑制TNF-α誘導(dǎo)的NIT-1細(xì)胞凋亡的作用及其機(jī)制。
　　 結(jié)論
　　 1.CYP2J3基因成功的在C57BL/6與db/db小鼠體內(nèi)表達(dá)，并發(fā)揮其生物學(xué)作用將花生四烯酸代謝為EETs。
　　

9、2.CYP2J3基因過表達(dá)改善了db/db 2型糖尿病小鼠的胰島素抵抗，其分子機(jī)制可能是CYP2J3激活了IRS-1/PI3K/AKT/Enos與AMPK信號(hào)通路，提示EETs是一種內(nèi)源性的胰島素增敏劑。
　　 3.外源性EETs通過激活MAPK與PI3K/AKT信號(hào)通路促進(jìn)NIT-1細(xì)胞增殖與抑制TNF-α誘導(dǎo)的NIT-1細(xì)胞凋亡。
　　 4.外源性EETs促進(jìn)了高糖負(fù)荷后NIT-1細(xì)胞胰島素的分泌。
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