FoxO1在STZ誘導的1型糖尿病小鼠模型中的作用機制.pdf

1、1型糖尿病(Type1 diabetes mellitus,T1DM),即青年發(fā)病型糖尿病,這主要是因為它常常在35歲以前發(fā)病,占糖尿病的10％以下.T1DM是依賴胰島素治療的,因此T1DM也稱胰島素依賴性糖尿病,即患者從發(fā)病開始就需使用胰島素治療,并且終身使用.原因在于T1DM患者體內(nèi)被激活的巨噬細胞和T淋巴細胞分泌一些諸如白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、腫瘤壞死因子α(Tumor Necrosis Fact

2、or-alpha,TNF-α)等炎癥因子,它們會攻擊胰腺中的胰島β細胞,從而破壞胰島β細胞功能并阻礙胰島素的分泌.在體內(nèi)胰島素絕對缺乏的情況下,就會引起血糖水平持續(xù)升高,出現(xiàn)糖尿病.
　　FoxO是Forkhead蛋白家族的一個亞群,從蠕蟲到人類均有表達.其中,插頭轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子FoxO1(forkhead transcription factors of the O class1)是FoxO亞家族中發(fā)現(xiàn)最早的轉(zhuǎn)錄因子,近年來Fox

3、O1被廣泛關(guān)注.它在機體的各類組織和細胞中都有表達,尤其在胰腺組織的胰島β細胞中表達更為廣泛.FoxO1主要通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控和信號通路調(diào)節(jié)一些下游靶基因,從而調(diào)控糖尿病、腫瘤以及代謝疾病的發(fā)生.PI3K/Akt(PKB)信號通路能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子FoxO1的磷酸化和乙?；癄顟B(tài),使其穿梭于細胞核內(nèi)外,并導致其轉(zhuǎn)錄活性的改變,從而影響FoxO1所調(diào)控的下游基因的表達,特別是NF-κB等炎癥信號通路中的炎癥因子IL-1β、TNF-α的表達.因此

4、,FoxO1蛋白在胰島素信號通路控制糖類代謝基因表達的機制中起重要作用.
　　為了研究FoxO1在T1DM中的作用機制,本實驗采用多次小劑量 STZ(Multiple low dose-STZ,MLD-STZ)注射昆明白雄性小鼠的方法成功建立了T1DM小鼠模型,分別對注射第0、7、14、21和28天誘導成功的小鼠測量血糖水平,然后提取胰腺組織并在mRNA和蛋白水平檢測FoxO1和炎癥因子IL-1β及TNF-α的表達趨勢,同時利用免

5、疫熒光組織化學的方法檢測蛋白FoxO1的表達情況.結(jié)果顯示:MLD-STZ注射后,小鼠平均血糖水平從第0天到第28天呈現(xiàn)逐漸上升趨勢,到第28天平均血糖水平已達到33.3±3.4mmol/l,而胰島素水平則從第0天到第14天逐漸上升,21天后呈下降趨勢,即在第14天出現(xiàn)胰島素分泌水平最高峰,而FoxO1、IL-1β以及TNF-α的表達趨勢則與胰島素分泌水平趨勢大致相同.經(jīng)分析是由于FoxO1在氧化應激的作用下發(fā)生去非磷酸化和乙?；饔貌?/p>

6、定位細胞核中,然后FoxO1通過與Sirt-1結(jié)合發(fā)生去乙?；饔?其轉(zhuǎn)錄活性上調(diào),進而它會上調(diào)NeuroD和MafA兩種蛋白的表達,這兩種蛋白又是胰島素基因的上游分子,它們直接作用于胰島素基因,能顯著地上調(diào)INS編碼基因Ins2的表達,在短時間內(nèi)實現(xiàn)了胰島素的大量分泌.而后,這種去乙?；饔煤芸焓笷oxO1進行泛素化降解,降解后的FoxO1則無法發(fā)揮轉(zhuǎn)錄活性,這時NeuroD和MafA兩種蛋白下調(diào),繼而Ins2的表達呈下調(diào)趨勢,導致胰