【摘要】：目的：胰島素抵抗是2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者體內(nèi)的主要標志事件。最近的研究表明,胰島素抵抗結(jié)合胰腺β細胞功能障礙將導(dǎo)致葡萄糖耐量受損、高血糖、2型糖尿病。然而,當(dāng)前對細胞胰島素抵抗機制的理解仍然有限。多種因素如氧化應(yīng)激、炎癥、線粒體功能障礙、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(Endoplasmic reticulum, ER)應(yīng)激、缺氧等均被認為可以引發(fā)胰島素抵抗。細胞泛素-蛋白酶體系統(tǒng)(Ubiquitin-proteasome system, UPS)和自噬(Macroautophagy,以下稱為自噬)是兩個保守的細胞內(nèi)蛋白降解的主要途徑,負責(zé)細胞大多數(shù)蛋白質(zhì)的降解。目前,有研究證明細胞泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和自噬與胰島素抵抗和糖尿病的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。然而,其中的機制在很大程度上仍未被了解。本文通過誘導(dǎo)3T3-L1前脂肪細胞分化為3T3-L1脂肪細胞,探討血清饑餓時,細胞泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和自噬對3T3-L1脂肪細胞胰島素敏感性的影響及其可能的機制。方法：3T3-L1前脂肪細胞采用常規(guī)方法誘導(dǎo)分化為3T3-L1脂肪細胞。通過檢測GFP-LC3小體的形成、測定肽酶活性、免疫印跡法檢測泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和自噬各種標志性蛋白分子、檢測胰島素刺激的Akt磷酸化水平和Akt靶蛋白GSK3β Ser9位點磷酸化水平,以及3T3-L1脂肪細胞在胰島素刺激后葡萄糖吸收實驗等,研究血清饑餓對3T3-L1脂肪細胞的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)、自噬和胰島素敏感性的影響。結(jié)果：1)血清饑餓可以導(dǎo)致3T3-L1脂肪細胞泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和自噬的激活,同時伴隨著脂肪細胞胰島素敏感性增強。2)血清饑餓誘導(dǎo)的胰島素敏感性可以被自噬抑制劑BFA抑制,但是不會被泛素-蛋白酶體系統(tǒng)抑制劑BZM抑制。脂肪細胞泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的抑制可以補償性地誘導(dǎo)激活脂肪細胞自噬,但并不能顯著影響脂肪細胞的胰島素敏感性。BFA和Atg5/7shRNA基因沉默分別抑制脂肪細胞自噬,都可以大大減輕血清饑餓提高的脂肪細胞胰島素敏感性。3)抑制脂肪細胞泛素-蛋白酶體系統(tǒng)可以導(dǎo)致自噬補償性的激活。但是脂肪細胞自噬的抑制可以損傷泛素-蛋白酶體系統(tǒng)功能。4)抑制脂肪細胞自噬可以誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和未折疊蛋白反應(yīng)(Unfolded protein response, UPR)。抑制脂肪細胞泛素-蛋白酶體系統(tǒng)不會明顯激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和未折疊蛋白反應(yīng)。但是,脂肪細胞泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的抑制會加劇自噬抑制誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和未折疊蛋白反應(yīng)。結(jié)論：血清饑餓激活的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和自噬對3T3-L1脂肪細胞的胰島素敏感性具有不同影響。1)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和細胞自噬所形成的蛋白質(zhì)質(zhì)量控制作用是保護脂肪細胞胰島素敏感性所必需的。2)血清饑餓時,脂肪細胞自噬的適應(yīng)性活化對增強3T3-L1脂肪細胞胰島素敏感性是必需的。
[Abstract]:Objective: insulin resistance is a major marker event in patients with type 2 diabetes mellitus (Type 2 diabetes mellitus, T2DM). Recent studies have shown that insulin resistance and pancreatic 尾-cell dysfunction can lead to impaired glucose tolerance, hyperglycemia, and type 2 diabetes. However, the current understanding of the mechanism of cell insulin resistance is still limited. Many factors, such as oxidative stress, inflammation, mitochondrial dysfunction, endoplasmic reticulum (Endoplasmic reticulum, ER) stress, hypoxia and so on, are thought to induce insulin resistance. Ubiquitin proteasome system (Ubiquitin-proteasome system, UPS) and autophagy (Macroautophagy, hereafter called autophagy) is the main pathway of protein degradation in two conserved cells and is responsible for the degradation of most proteins in cells. At present, studies have shown that the Ubiquitin-proteasome system and autophagy are closely related to the development of insulin resistance and diabetes mellitus. However, the mechanism remains largely unknown. By inducing preadipocytes from 3T3-L1 to differentiate into 3T3-L1 adipocytes, the effects of ubiquitin proteasome system and autophagy on insulin sensitivity of 3T3-L1 adipocytes during serum starvation and its possible mechanism were investigated. Methods: 3T3-L1 preadipocytes were induced to differentiate into 3T3-L1 adipocytes by routine methods. The formation of GFP-LC3 bodies, peptidase activity, ubiquitin proteasome system and autophagy were detected by Western blotting. The levels of insulin stimulated Akt phosphorylation and GSK3 尾 Ser9 site phosphorylation of Akt target protein were detected. The effects of serum starvation on the ubiquitin proteasome system autophagy and insulin sensitivity of 3T3-L1 adipocytes after insulin stimulation were studied. Results: 1) Serum starvation resulted in the activation of ubiquitin proteasome system and autophagy in 3T3-L1 adipocytes, accompanied by an increase in insulin sensitivity of adipocytes. 2) the insulin sensitivity induced by serum starvation was inhibited by autophagy inhibitor BFA. However, it is not inhibited by BZM, an inhibitor of ubiquitin-proteasome system. The inhibition of adipocyte ubiquitin proteasome system could induce the activation of adipocyte autophagy, but it could not significantly affect the insulin sensitivity of adipocytes. BFA and Atg5/7shRNA gene silencing inhibited adipocyte autophagy, respectively. 3) inhibition of adipocyte ubiquitin proteasome system could lead to compensatory autophagy activation. But the inhibition of adipocyte autophagy can damage the function of ubiquitin proteasome system. 4) inhibition of adipocyte autophagy can induce endoplasmic reticulum stress and unfolded protein response (Unfolded protein response, UPR). Inhibition of adipocyte ubiquitin-proteasome system did not significantly activate endoplasmic reticulum stress and unfolded protein response. However, inhibition of the ubiquitin proteasome system in adipocytes increased endoplasmic reticulum stress and unfolded protein response induced by autophagy inhibition. Conclusion: Ubiquitin proteasome system activated by serum starvation and autophagy have different effects on insulin sensitivity of 3T3-L1 adipocytes. 1) the protein quality control effects of ubiquitin proteasome system and autophagy are as follows: Necessary to protect adipocytes from insulin sensitivity. 2) when the serum is hungry, Adaptive activation of adipocyte autophagy is necessary to enhance insulin sensitivity of 3T3-L1 adipocytes.
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R587.1

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本文編號：2274730