巨噬細胞mTOR活化促進小鼠機體有氧糖酵解
發(fā)布時間：2021-08-30 09:29
目的:探討巨噬細胞哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）活性在有氧糖酵解中的調(diào)節(jié)作用。方法:對巨噬細胞特異性敲除TSC1小鼠(Lysm-Cre TSC1flox/flox)和對照小鼠(TSC1flox/flox)進行高脂飲食造模,通過葡萄糖糖耐量實驗（IPGTT）和胰島素耐受實驗（ITT）分析巨噬細胞mTOR活化對小鼠機體血糖的調(diào)節(jié)作用。雷帕霉素處理KO小鼠和WT小鼠的原代巨噬細胞,利用生化分析儀檢測葡萄糖消耗和乳酸生成。用雷帕霉素(2 mg·g-1)對兩組小鼠灌胃處理,2周后行IPGTT實驗。利用免疫熒光染色實驗觀察小鼠肝組織中6-磷酸果糖激酶-2/果糖-2,6-磷酸酶-3（PFKFB3）的分布。結(jié)果:通過高脂飲食造模后,小鼠體重明顯增加,并出現(xiàn)了胰島素抵抗。與WT小鼠比較,KO小鼠出現(xiàn)更加嚴重的胰島素抵抗,胰島素分泌的量也增多。雷帕霉素處理后,與WT小鼠相比,KO小鼠的原代腹腔巨噬細胞葡萄糖消耗量和乳酸生成均明顯降低（P<0.05）;小鼠進行雷帕霉素灌胃后,相比于WT小鼠,KO小鼠血糖值明顯升高（P<0.05...
【文章來源】：贛南醫(yī)學院學報. 2020,40(03)
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
胰島素抵抗模型的構(gòu)建
在本研究中,我們闡述了巨噬細胞mTOR在葡萄糖代謝中的功能。我們發(fā)現(xiàn),KO小鼠消耗血糖的能力與mTOR活化有關(guān)。為了確認巨噬細胞mTOR活性參與糖酵解途徑的調(diào)節(jié),我們用雷帕霉素抑制mTOR活性,巨噬細胞的有氧糖酵解作用受到抑制。同時,體外實驗得到類似的結(jié)果,雷帕霉素抑制mTOR活性后,小鼠機體的血糖值明顯升高,有氧糖酵解作用受到抑制。為了探討巨噬細胞mTOR活性如何調(diào)節(jié)糖酵解,我們?nèi)⌒∈蟮母谓M織進行熒光染色,發(fā)現(xiàn)KO小鼠的肝組織有大量的PFKFB3蛋白表達,該蛋白可以影響2,6-二磷酸果糖水平,進而影響有氧糖酵解通路。因此巨噬細胞可能通過mTOR信號通路調(diào)節(jié)PFKFB3影響有氧糖酵解途徑。圖3 免疫熒光染色檢測PFKFB3的表達
圖2 巨噬細胞mTOR活性對糖酵解的影響mTOR信號通路可調(diào)節(jié)巨噬細胞的亞型(M1/M2):mTOR活化促進M1型巨噬細胞的極化[11-12],而M1型巨噬細胞可發(fā)生類似于癌細胞的糖代謝重編程。糖代謝重編程是調(diào)控M1型巨噬細胞炎癥啟動的核心事件[10]。研究證實,mTOR信號激活增強HIF-1α基因的表達,M1型巨噬細胞可通過缺氧誘導因子1α(HIF-1α)蛋白促進有氧糖酵解[13-14]。有研究發(fā)現(xiàn),mTOR信號通路調(diào)節(jié)PKM2影響食管鱗癌細胞有氧糖酵解[15],PKM2和本研究中PFKFB3都是糖酵解代謝中的關(guān)鍵酶。通過小鼠胚胎成纖維細胞進行研究,發(fā)現(xiàn)mTOR是通過HIF-1α上調(diào)PFKFB3的表達[16], 在人急性髓細胞性白血病細胞中,mTORC1依賴于HIF-1α上調(diào)PFKFB3的表達,可以正向調(diào)節(jié)有氧糖酵解代謝[17],以上研究結(jié)果與本研究結(jié)果有異曲同工之處,不同之處在于,本研究是動物體內(nèi)實驗,且本研究不僅在體外細胞實驗得到驗證,小鼠體內(nèi)實驗也得到了相似的結(jié)果。PFKFB3在多種腫瘤組織和細胞中普遍表達,在調(diào)節(jié)癌細胞的糖酵解過程中其重要作用,通過沉默或者抑制腫瘤細胞中的PFKFB3,可以降低癌細胞的糖酵解代謝[18-20]。以往研究和本研究都證實了PFKFB3與糖酵解的相關(guān)性。且本研究證實了在小鼠巨噬細胞中,mTOR通過上調(diào)PFKFB3的表達,可以正向調(diào)節(jié)有氧糖酵解代謝。那么小鼠體內(nèi)巨噬細胞是否通過mTOR活性改變自身極化狀態(tài)調(diào)節(jié)HIF-1α的表達,進一步調(diào)節(jié)PFKFB3的表達,從而影響有氧糖酵解呢?我們需要更進一步的研究。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]M1型巨噬細胞糖代謝重編程機制及其在炎癥啟動中的關(guān)鍵作用[J]. 姜曉旭,鄭義鵬,趙九洲,李明哲,朱敬樸,王欣,李永奇,海春旭,于衛(wèi)華. 癌變·畸變·突變. 2019(01)
[2]Mechanisms of regulation of PFKFB expression in pancreatic and gastric cancer cells[J]. Oleksandr H Minchenko,Katsuya Tsuchihara,Dmytro O Minchenko,Andreas Bikfalvi,Hiroyasu Esumi. World Journal of Gastroenterology. 2014(38)
碩士論文
[1]mTOR上調(diào)PFKFB3的分子機制及其功能研究[D]. 湯思思.安徽醫(yī)科大學 2019
本文編號：3372526
【文章來源】：贛南醫(yī)學院學報. 2020,40(03)
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
胰島素抵抗模型的構(gòu)建
在本研究中,我們闡述了巨噬細胞mTOR在葡萄糖代謝中的功能。我們發(fā)現(xiàn),KO小鼠消耗血糖的能力與mTOR活化有關(guān)。為了確認巨噬細胞mTOR活性參與糖酵解途徑的調(diào)節(jié),我們用雷帕霉素抑制mTOR活性,巨噬細胞的有氧糖酵解作用受到抑制。同時,體外實驗得到類似的結(jié)果,雷帕霉素抑制mTOR活性后,小鼠機體的血糖值明顯升高,有氧糖酵解作用受到抑制。為了探討巨噬細胞mTOR活性如何調(diào)節(jié)糖酵解,我們?nèi)⌒∈蟮母谓M織進行熒光染色,發(fā)現(xiàn)KO小鼠的肝組織有大量的PFKFB3蛋白表達,該蛋白可以影響2,6-二磷酸果糖水平,進而影響有氧糖酵解通路。因此巨噬細胞可能通過mTOR信號通路調(diào)節(jié)PFKFB3影響有氧糖酵解途徑。圖3 免疫熒光染色檢測PFKFB3的表達
圖2 巨噬細胞mTOR活性對糖酵解的影響mTOR信號通路可調(diào)節(jié)巨噬細胞的亞型(M1/M2):mTOR活化促進M1型巨噬細胞的極化[11-12],而M1型巨噬細胞可發(fā)生類似于癌細胞的糖代謝重編程。糖代謝重編程是調(diào)控M1型巨噬細胞炎癥啟動的核心事件[10]。研究證實,mTOR信號激活增強HIF-1α基因的表達,M1型巨噬細胞可通過缺氧誘導因子1α(HIF-1α)蛋白促進有氧糖酵解[13-14]。有研究發(fā)現(xiàn),mTOR信號通路調(diào)節(jié)PKM2影響食管鱗癌細胞有氧糖酵解[15],PKM2和本研究中PFKFB3都是糖酵解代謝中的關(guān)鍵酶。通過小鼠胚胎成纖維細胞進行研究,發(fā)現(xiàn)mTOR是通過HIF-1α上調(diào)PFKFB3的表達[16], 在人急性髓細胞性白血病細胞中,mTORC1依賴于HIF-1α上調(diào)PFKFB3的表達,可以正向調(diào)節(jié)有氧糖酵解代謝[17],以上研究結(jié)果與本研究結(jié)果有異曲同工之處,不同之處在于,本研究是動物體內(nèi)實驗,且本研究不僅在體外細胞實驗得到驗證,小鼠體內(nèi)實驗也得到了相似的結(jié)果。PFKFB3在多種腫瘤組織和細胞中普遍表達,在調(diào)節(jié)癌細胞的糖酵解過程中其重要作用,通過沉默或者抑制腫瘤細胞中的PFKFB3,可以降低癌細胞的糖酵解代謝[18-20]。以往研究和本研究都證實了PFKFB3與糖酵解的相關(guān)性。且本研究證實了在小鼠巨噬細胞中,mTOR通過上調(diào)PFKFB3的表達,可以正向調(diào)節(jié)有氧糖酵解代謝。那么小鼠體內(nèi)巨噬細胞是否通過mTOR活性改變自身極化狀態(tài)調(diào)節(jié)HIF-1α的表達,進一步調(diào)節(jié)PFKFB3的表達,從而影響有氧糖酵解呢?我們需要更進一步的研究。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]M1型巨噬細胞糖代謝重編程機制及其在炎癥啟動中的關(guān)鍵作用[J]. 姜曉旭,鄭義鵬,趙九洲,李明哲,朱敬樸,王欣,李永奇,海春旭,于衛(wèi)華. 癌變·畸變·突變. 2019(01)
[2]Mechanisms of regulation of PFKFB expression in pancreatic and gastric cancer cells[J]. Oleksandr H Minchenko,Katsuya Tsuchihara,Dmytro O Minchenko,Andreas Bikfalvi,Hiroyasu Esumi. World Journal of Gastroenterology. 2014(38)
碩士論文
[1]mTOR上調(diào)PFKFB3的分子機制及其功能研究[D]. 湯思思.安徽醫(yī)科大學 2019
本文編號：3372526
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