appl1改善肥胖相关的胰岛素抵抗和内皮功能紊乱的机制研究

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1、复旦大学博士学位论文APPL1改善肥胖相关的胰岛素抵抗和内皮功能紊乱的机制研究姓名：王熠申请学位级别：博士专业：内科学指导教师：李益明2012-04-05复旦大学博士学位论文中文摘要：目的：胰岛素不仅可以促进肌肉和脂肪组织摄取葡萄糖，还可以在内皮细胞中刺激产生血管舒张因子一氧化氮(NO)和血管收缩因子内皮素一1(ET一1)，因此具有同时调节内皮功能和维持血糖稳态的作用。衔接蛋白APPLl已被发现在骨骼肌细胞中增强胰岛素刺激的Akt磷酸化。并且其表达量降低与内皮功能紊乱相关。但是，APPLl对整体的生理作用还未详细阐明。方法：APPLl转基因小鼠和基因敲除小鼠分别给与标准饮食或高脂

2、喂养诱导肥胖。分离直径小于100uM的肠系膜小动脉(阻力血管)利用血管张力测定仪检测血管反应性，胰岛素在血管内皮中的信号转导和内皮素．1的表达水平分别利用western-blot和实时定量PCR进行分析，并检测小鼠代谢指标及葡萄糖耐量试验。结果：在野生型小鼠肠系膜小动脉中，胰岛素引起血管舒张，并随着年龄的增长或高脂饮食后而减弱。相比之下，过表达APPLl选择性增强胰岛素诱导的标准饮食小鼠的离体肠系膜小动脉的血管舒张，并能逆转衰老或高脂喂养引起的内皮舒张减弱。在高脂诱导的野生型肥胖小鼠中，胰岛素通过激活MAPK通路，促进内皮素．1释放引起血管收缩。Westernblot结果显示野生

3、型肥胖小鼠内皮细胞中，胰岛素刺激的AktS473，eNOSsll79磷酸化减弱，ERKThr202n'yr204磷酸化在基础状态下和胰岛素刺激下均显著增强。高脂喂养的APPLl转基因小鼠的内皮细胞中，上述信号转导分子的磷酸化和标准饮食的对照组相似。而在APPLl基因敲除的小鼠中，胰岛素则诱导血管受缩，内皮细胞中胰岛素刺激的Akts473，eNOSsll79磷酸化明显减弱，相反，ERKTm02／Tyr204磷酸化显著增强。细胞实验证实APPLl通过竞争性抑制TRB3增强胰岛素刺激的Akt磷酸化，同时通过改变Raf-1的磷酸化位点抑制ERKI／2活性。过表达APPLl可降低高脂喂养诱

4、导的高血糖和高胰岛素血症，且能显著改善由高脂喂养诱导的糖耐量受损。结论：APPLl在调节胰岛素血管舒张和收缩中起到了关键性的作用，APPLl作为一个新发现的调节胰岛素信号通路平衡的信号分子，为治疗代谢和血管疾病提供理论依据以及可能的治疗靶点。关键词：胰岛素，APPLl，内皮功能紊乱，信号转导中图分类号：R58致谢：本课题受到上海市科委：10JCl40100230771024，11411951900，lIDJl400100，l复旦大学博士学位论文10JCl401002，llPJl402000；国家自然科学基金：30771024，30900502，81070680；上海市卫生局：XY

5、Q2011002；973项目：2011CB910201及985111．YFX0302的资助。英文摘要：Objectives：InsulinstimulatesbothnitricoxidefNO)-dependentvasodilationandendothelin一1(ET-1)-dependentvasoconstriction．However,thecellularmechanismsthatcontrolthedualvasculareffectsofinsulinremainunclear．Thisstudyaimedtoinvestigatetherolesofthe

6、multi—domainadaptorproteinAPPL1inmodulatingvascularactionsofinsulininmiceandinendothelialcells．ResearchDesignandMethods：BothAPPLlknockoutmiceandtransgenicmiceweregeneratedtoevaluateitsphysiologicalrolesonvascularreactivityandinsulinsignalinginendothelialcells．Results：InsulinpotentlyinducedNO-

7、dependentrelaxationsinmesentericarteriesof8-week-oldmice，whereasthiseffectofinsulinwasprogressivelyimpaired谢thageingorupondevelopmentofhighfatdiet-inducedobesity．TransgenicexpressionofAPPL1preventedageing—andobesity—inducedimpairmentininsulin