電針調控下丘腦弓狀核SIRT1-FoxO1抑制攝食改善胰島素抵抗肥胖的機制研究.pdf

1、目的：
　　肥胖是引起胰島素抵抗的主要因素，而胰島素抵抗是肥胖導致2型糖尿病等代謝相關疾病的核心病理機制。對肥胖進行早期干預，不僅能有效改善胰島素抵抗狀態(tài)，而且可以防止其進一步發(fā)展成為2型糖尿病，同時還對心腦血管事件的發(fā)生起到重要預防作用。下丘腦是機體食欲調節(jié)的中樞，弓狀核中的 POMC神經元和 NPY神經元通過釋放食欲肽，參與機體能量代謝。作為去乙?；福虑鹉XSIRT1對其底物FoxO1乙?；降恼{控與食欲肽有著緊密的聯系，

2、在能量平衡中發(fā)揮重要作用。本實驗以高脂誘導的胰島素抵抗肥胖大鼠為研究對象，通過觀察電針對胰島素抵抗肥胖大鼠下丘腦SIRT1及FoxO1乙?；降挠绊?，及FoxO1不同乙?；癄顟B(tài)下對下游食欲肽表達的作用，探討電針通過SIRT1/FoxO1信號通路對食欲的中樞調控及改善胰島素抵抗肥胖的相關機制，為臨床應用電針治療肥胖及胰島素抵抗相關疾病提供實驗依據。
　　方法：
　　8周齡SPF級Wistar雄性大鼠90只，隨機挑選15只大鼠

3、采用普通飼料進行喂養(yǎng)。8周后，隨機挑選10只直接分入正常組。余下75只大鼠采用高脂飼料喂養(yǎng)8周，將造模成功的進行隨機編號，并挑選50只隨機分入模型組、電針組、假手術組、電針加抑制劑組、激動劑組，每組10只。同時，8周后高脂誘導的IR肥胖大鼠每組各取3只行高胰島素—正葡萄糖鉗夾術以確定胰島素抵抗模型是否造模成功。分組完成后，將假手術組、電針加抑制劑組、激動劑組行第三腦室置管，術后恢復一周。電針組、電針加抑制劑組大鼠采用電針治療，取穴為中脘

4、、關元、足三里、豐隆。針刺后連接韓式電針儀，連續(xù)波，頻率2Hz，強度1mA，每周治療3次，足三里、豐隆兩穴左右交替使用，共治療8周。假手術組給予第三腦室注射人工腦脊液，電針加抑制劑組給予注射SIRT1特異性抑制劑EX-527，激動劑組注射SIRT1特異性激動劑SRT1720，接受腦室注射的時間與電針治療時間一致，正常組與模型組大鼠也在其它組進行電針治療的同時進行抓取固定。
　　分別在干預前、干預后2、4、6、8周測量所有大鼠的體重

5、、肛鼻長、24小時進食量、Lee’s指數、空腹及餐后血糖。在干預6周后檢測各組大鼠的腹腔糖耐量和胰島素耐量，每組取3只大鼠行高胰島素—正葡萄糖鉗夾術以檢測全身胰島素敏感性。各組大鼠處死前，心尖取血，檢測血清胰島素含量。大鼠處死后，取新鮮下丘腦組織，應用Western Blotting法檢測下丘腦 SIRT1、FoxO1、Ac-FoxO1、POMC、NPY的蛋白表達水平，應用RT-qPCR檢測下丘腦SIRT1、FoxO1、Ac-FoxO1

6、、POMC、NPY的mRNA水平。大鼠灌注固定后取腦，行石蠟切片，應用免疫熒光雙標法檢測SIRT1/FoxO1、SIRT1/Ac-FoxO1、FoxO1/POMC、Ac-FoxO1/NPY在下丘腦弓狀核中的蛋白定量及定位，并對上述數據進行統(tǒng)計學分析。
　　結果：
　　1.電針對胰島素抵抗肥胖大鼠體重、進食量、血糖、胰島素敏感性的影響。
　　所有大鼠體重在干預過程中仍呈上升趨勢。與正常組相比，高脂誘導的肥胖模型大鼠體重從

7、干預前到干預結束后均顯著升高（P＜0.05）；2周后，激動劑組體重開始小于模型組（P＜0.05）；6周后，電針組體重開始小于模型組（P＜0.05）；8周后，電針組、激動劑組、電針加抑制劑組大鼠體重均低于模型組（P＜0.05）；與電針組相比，電針加抑制劑組無統(tǒng)計學差異（P＞0.05），激動劑組體重較低（P＜0.01）。假手術組體重在整個干預過程中與模型組均無顯著性差異（P＞0.05）。與正常組相比，肥胖模型大鼠的 Lee’s指數在治療前及

8、整個治療過程中均顯著增高（P＜0.05）。經過8周干預，電針組與激動劑組大鼠的 Lee’s指數均低于模型組（P＜0.05）；與電針組相比，電針加抑制劑組Lee’s指數較高（P＜0.05），而激動劑組無差異（P＞0.05）。與正常組相比，模型組進食量顯著升高（P＜0.01）；與模型組相比，電針組、電針加抑制劑組和激動劑組進食量明顯下降（P＜0.01）；與電針組相比，電針加抑制劑組進食量較高（P＜0.05）， 激動劑組進食量較低（

9、P＜0.01）。
　　8周實驗過程中，各組大鼠各時間段的空腹血糖均無顯著性差異。經過8周干預，與正常組相比，模型組餐后血糖顯著升高（P＜0.01）；與模型組相比，電針組、電針加抑制劑組與激動劑組餐后血糖均下降（P＜0.05），假手術組與模型組無顯著差異（P＞0.05）；與電針組相比，電針加抑制劑組與激動劑組血糖均無顯著差異（P＞0.05）。正常組、電針組、電針加抑制劑組和激動劑組大鼠的血清胰島素水平明顯低于模型組和假手術組（P＜0

10、.05），電針組胰島素水平低于電針加抑制劑組（P＜0.05），激動劑組低于電針組（P＜0.05）。
　　在IPGTT試驗中，所有大鼠空腹狀態(tài)下血糖無明顯差異。電針組和激動劑組的餐后30min血糖上升幅度低于模型組和假手術組（P＜0.05），到120min后無顯著性差異（P＞0.05）。在 IPITT試驗中，正常組、電針組、激動劑組餐后30min血糖下降幅度明顯低于模型組和假手術組（P＜0.05），120min后正常組、電針組、激動

11、劑餐后血糖仍明顯低于假手術組和模型組（P＜0.05）。
　　治療前（0周），與正常組相比，模型大鼠的GIR顯著降低（P＜0.01），高脂飼料喂養(yǎng)的各組大鼠GIR無顯著性差異（P＞0.05）。干預6周后，正常組大鼠GIR無顯著變化，電針組和激動劑組大鼠的GIR高于模型組和假手術組（P＜0.05），激動劑組GIR高于電針組（P＜0.01）。
　　2.電針對胰島素抵抗肥胖大鼠下丘腦 SIRT1/FoxO1及下游食欲肽蛋白表達的影響

12、。
　　與正常組相比，胰島素抵抗肥胖大鼠模型下丘腦 SIRT1、FoxO1表達顯著減少。經8周干預后，與模型組相比，激動劑組下丘腦SIRT1的蛋白表達水平被上調到正常組水平，FoxO1水平亦顯著升高（P＜0.05）；電針組下丘腦SIRT1、FoxO1蛋白表達亦較模型組顯著增加（P＜0.05）；電針加抑制劑組SIRT1蛋白水平亦較模型組有顯著增加（P＜0.01），但低于電針組（P＜0.01），FoxO1水平較模型組升高不明顯（P＞0

13、.05），但低于電針組（P＜0.05）；假手術組SIRT1、FoxO1蛋白表達與模型組相比無顯著性變化；激動劑組FoxO1高于模型組（P＜0.01），與電針組無差異（P＞0.05）。
　　各組 Ac-FoxO1的蛋白表達與 SIRT1相反，與正常組相比，模型組Ac-FoxO1表達水平顯著增高（P＜0.01）。與模型組相比，電針和激動劑顯著降低胰島素抵抗肥胖大鼠 Ac-FoxO1蛋白表達水平，有非常顯著性差異（P＜0.01）；電針加

14、抑制劑組Ac-FoxO1蛋白表達水平顯著降低（P＜0.01），但仍高于電針組（P＜0.01）；假手術組 Ac-FoxO1蛋白表達無顯著性變化（P＞0.05）；激動劑Ac-FoxO1低于電針組、高于正常組（P＜0.01）。
　　正常組下丘腦POMC蛋白含量最高，與正常組相比，模型組和假手術組POMC蛋白含量顯著降低（P＜0.01）。與模型組相比，激動劑組、電針組、電針加抑制劑組下丘腦POMC蛋白表達水平顯著增加（P＜0.05），假手

15、術組無顯著性差異；與電針組相比，電針加抑制劑組POMC較低（P＜0.05），激動劑組無差異（P＞0.05）。
　　與正常組比較，模型組NPY蛋白含量顯著增高（P＜0.01）；與模型組相比，激動劑組NPY蛋白表達下降，具有非常顯著性差異（P＜0.01），電針組NPY蛋白表達較模型組亦減少（P＜0.05），電針加抑制劑組和假手術組較模型組無顯著性變化（P＞0.05）；與電針組相比，激動劑NPY減少（P＜0.01），電針加抑制劑組無顯著

16、差異（P＞0.05）。
　　3.電針對胰島素抵抗肥胖大鼠下丘腦弓狀核 SIRT1/FoxO1及下游食欲肽共表達的影響。
　　SIRT1/FoxO1熒光雙標結果提示，SIRT1與FoxO1細胞計數呈正相關。與正常組相比，模型組SIRT1和FoxO1表達明顯降低（P＜0.01）；與模型組相比，電針組、電針加抑制劑組、激動劑組SIRT1和FoxO1表達升高（P＜0.05），假手術表達無差異（P＞0.05）；與電針組相比，電針加抑制

17、劑組SIRT1和 FoxO1表達下降(P＜0.05），激動劑組無差異(P＞0.05）。SIRT1/Ac-FoxO1熒光雙標結果示，SIRT1與Ac-FoxO1細胞計數呈負相關。與正常組相比，模型組和假手術組Ac-FoxO1在弓狀核表達升高（P＜0.01）；與模型組相比，電針組、電針加抑制劑組、激動劑組 Ac-FoxO1表達降低（P＜0.01），假手術表達無差異（P＞0.05）；與電針組相比，電針加抑制劑組Ac-FoxO1較高（P＜0.0

18、1），激動劑組較低（P＜0.01）。
　　FoxO1/POMC熒光雙標結果顯示，各組FoxO1與POMC細胞計數呈正相關。與正常組相比，模型組POMC表達量顯著下降（P＜0.01）；與模型組相比，電針組、電針加抑制劑組、激動劑組POMC表達顯著上升（P＜0.01），假手術表達無差異（P＞0.05）；與電針組相比，針加抑和激動劑組無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。Ac-FoxO1/NPY熒光雙標結果顯示，各組Ac-FoxO1與NPY細胞

19、計數呈正相關。與正常組相比，模型組NPY表達顯著升高（P＜0.01）；與模型組相比，電針組、電針加抑制劑組、激動劑組NPY表達顯著下降（P＜0.01），假手術表達無差異（P＞0.05）；與電針組相比，電針加抑制劑組較低（P＜0.05），激動劑組無差異（P＞0.05）。
　　4.電針對胰島素抵抗肥胖大鼠下丘腦 SIRT1/FoxO1通路及下游食欲肽基因表達的影響
　　8周后，與正常相比，模型組SIRT1 mRNA水平顯著降低（

20、P＜0.01）；與模型組相比，電針組無顯著差異（P＞0.05）；假手術組低于模型組（P＜0.05）；電針加抑制劑組低于假手術組（P＜0.05）；激動劑組高于模型組（P＜0.01），與正常組無差異（P＞0.05）。與正常相比，模型組FoxO1 mRNA水平顯著亦降低（P＜0.01）；與模型組相比，電針組、假手術組、激動劑組無顯著差異（P＞0.05），電針加抑制劑組低于模型組（P＞0.05）。與正常組相比，模型組Ac-FoxO1 mRNA水

21、平顯著升高（P＜0.05）；與模型組相比，電針組、假手術組、電針加抑制劑組、激動劑組均勻無顯著性差異（P＞0.05）。與正常組相比，模型組POMC mRNA水平顯著下降（P＜0.01）；與模型組相比，電針組、電針加抑制劑組、激動劑組均上升（P＜0.05），假手術組無顯著變化（P＞0.05）；與電針組相比，電針加抑制劑組POMC mRNA下降（P＜0.01），激動劑組上升（P＜0.05）。與正常相比，模型組NPY mRNA水平顯著上升（P

22、＜0.01）；與模型組相比，電針組、電針加抑制劑組、激動劑組均下降（P＜0.05），假手術組無顯著變化（P＞0.05）；與電針組相比，電針加抑制劑組和激動劑組NPY mRNA無統(tǒng)計學差異。
　　結論：
　　1.電針干預8周后，高脂誘導的胰島素抵抗肥胖大鼠的體重增長被抑制，進食量減少，Lee’s指數下降，說明電針能夠通過抑制攝食達到控制胰島抵抗肥胖大鼠體重增長的目的。同時，胰島素抵抗肥胖大鼠的餐后血糖和血清胰島素水平在電針干預

23、后降低。此外，電針干預6周后，胰島素抵抗肥胖大鼠的腹腔糖耐量及腹腔胰島素耐量亦較模型組有明顯改善。葡萄糖鉗夾術結果顯示，電針組大鼠的葡萄糖輸注率顯著高于模型組。說明電針在改善胰島素抵抗肥胖大鼠肥胖程度的同時還增加了其胰島素敏感性。在給予SIRT1抑制劑延第3腦室注射后，電針這種抑制體重增長、減少進食、增加胰島素敏感性的作用均被不同程度拮抗。單獨的應用SIRT1激動劑第3腦室注射也會導致胰島素抵抗肥胖大鼠出現體重增長抑制、進食減少和胰島素

24、敏感性增加的結果。說明電針改善肥胖、增加胰島素敏感性的作用是通過特異性上調SIRT1實現的。
　　2.電針干預8周后，胰島素抵抗肥胖大鼠下丘腦弓狀核中SIRT1、FoxO1、POMC的蛋白表達被上調，Ac-FoxO1、NPY的蛋白表達被下調。電針干預聯合SIRT1抑制劑第3腦室注射后，SIRT1、FoxO1、POMC蛋白表達的上調被部分拮抗，Ac-FoxO1、NPY蛋白表達的下調亦被部分拮抗。單獨應該用SIRT1激動劑第3腦室注射

25、同樣出現SIRT1、FoxO1、POMC蛋白的上調和 Ac-FoxO1、NPY蛋白的下調。說明電針能夠特異性的上調胰島素抵抗肥胖大鼠下丘腦弓狀核中SIRT1的蛋白表達，SIRT1的去乙?；钚噪S之增強，從而降低 FoxO1的蛋白乙?；?，導致下游抑食欲肽POMC的蛋白表達增加，促食欲肽NPY的蛋白表達降低，最終達到限制攝食、改善肥胖及胰島素抵抗的作用。
　　3.電針干預8周后，胰島素抵抗肥胖大鼠下丘腦中SIRT1、FoxO1、A

26、c-FoxO1的mRNA水平較模型組無顯著性差異，POMC的mRNA水平被上調， NPY的mRNA水平被下調。電針干預聯合SIRT1抑制劑第3腦室注射后， SIRT1、FoxO1的mRNA的水平被明顯下調，Ac-FoxO1與模型組無顯著差異，POMC mRNA水平的上調和NPY mRNA水平的下調均被部分拮抗。單獨應用SIRT1激動劑第3腦室注射后，SIRT1的mRNA水平被上調， FoxO1、Ac-FoxO1的mRNA水平與模型組與顯

27、著差異，POMC的mRNA水平被上調，NPY的mRNA水平被下調。結果表明，SIRT1抑制劑和激動劑分別能夠下調和上調下丘腦中的SIRT1基因表達，而電針對SIRT1的基因表達水平無明顯影響。SIRT1去乙?；钚缘脑黾訉?FoxO1及Ac-FoxO1的基因表達水平亦無明顯影響，而FoxO1的蛋白乙?；降牟煌軌蛘{控下游抑食欲肽POMC和促食欲肽NPY的基因表達。說明電針調控食欲改善胰島素抵抗肥胖的作用靶點在 SIRT1的基因轉錄后