甘油激酶GK與孤兒核受體NR4A1相互作用對小鼠肝臟糖脂代謝的調(diào)控.pdf

1、前期研究發(fā)現(xiàn),糖脂代謝關(guān)鍵酶甘油激酶GK與核孤兒受體NR4A1存在蛋白質(zhì)相互作用,并通過相互作用抑制NR4A1的轉(zhuǎn)錄活性以及糖脂代謝相關(guān)靶基因的激活,提示GK/NR4A1相互作用參與肝臟糖脂代謝調(diào)控。本課題應用小鼠活體轉(zhuǎn)染和轉(zhuǎn)基因動物,進一步研究GK-NR4A1相互作用對小鼠肝臟糖脂代謝的影響以及相關(guān)的調(diào)控機制。
　　我們首先應用NR4A1基因敲除鼠研究了NR4A1對糖脂代謝的影響。在對NR4A1基因敲除鼠進行饑餓或高脂高糖飼養(yǎng)后

2、,進行葡萄糖耐受、丙酮酸耐受、胰島素耐受實驗,并檢測血糖和血脂水平,應用ELISA方法測定血清胰島素及胰高血糖素,進行肝組織切片糖原PAS染色。結(jié)果顯示在饑餓18小時后,NR4A1敲除鼠與對照鼠相比,糖異生能力減弱,脂肪分解加快,體重下降快,糖原儲備少(P<0.05),胰島素下降,胰高血糖素上升。而在高脂高糖飼養(yǎng)16周后,NR4A1敲除鼠表現(xiàn)為體態(tài)肥胖,與對照組小鼠相比,體重增加、血糖增加、血脂增加、脂肪肝明顯,且具有更明顯的胰島素抵抗

3、傾向,NR4A1敲除鼠糖代謝基因代謝Eno3、G6pase的基因表達分別降低62％和56%;而脂肪代謝基因Srebp-1c、Fas等基因的表達則分別升高79%和40%。結(jié)果表明,在小鼠體內(nèi)NR4A1缺失后,無論在饑餓狀態(tài)還是經(jīng)過高脂高糖飼養(yǎng),肝臟糖脂代謝均發(fā)生紊亂,提示NR4A1參與肝臟代謝穩(wěn)態(tài)調(diào)控。
　　隨后,我們應用NR4A1基因敲除鼠和內(nèi)源性NR4A1高表達的糖尿病模型(包括STZI型糖尿病鼠和db/dbII型糖尿病鼠,結(jié)合

4、體內(nèi)轉(zhuǎn)染載體過表達技術(shù),研究了GK-NR4A1相互作用對小鼠肝臟糖脂代謝基因表達、肝糖異生能力、肝糖原儲備、血糖血脂及胰島素水平的影響。結(jié)果顯示,①在NR4A1過表達鼠、STZI型糖尿病鼠及db/dbII型糖尿病鼠中,NR4A1表達均升高,同時糖代謝相關(guān)基因如ENO3的表達分別上升32%、25%和25%;在此基礎上過表達GK則下調(diào)ENO3基因的表達;②另一方面,在NR4A1野生鼠過表達GK下調(diào)糖代謝基因表達,在NR4A1敲除鼠中過表達G

5、K則上調(diào)糖代謝基因表達,在敲除鼠中過表達無激酶活性GK突變體后,糖代謝基因表達則回落至對照組水平,提示在肝臟中GK通過激酶活性促進而通過與NR4A1相互作用抑制糖代謝基因的表達;③與糖代謝基因的變化相反,脂代謝基因在NR4A1高表達時表達下調(diào),轉(zhuǎn)染GK后則表達上調(diào);在野生鼠中過表達GK上調(diào)脂代謝基因表達,在NR4A1敲除鼠中GK則下調(diào)脂代謝基因表達,而過表達無酶活性GK突變體使部分脂代謝基因表達回升至對照水平,但另外一些基因表達卻沒有明

6、顯回升,提示GK還可能通過其它方式參與代謝調(diào)節(jié)。
　　與基因表達類似,NR4A1野生鼠過表達GK還導致血糖下降、血脂上升,糖原分解加快,胰島素的變化趨勢與血糖變化相似;而在NR4A1敲除鼠中則無明顯變化趨勢,這一結(jié)果進一步表明NR4A1參與GK對肝臟糖脂代謝的調(diào)控。
　　上述研究揭示了在肝臟中GK不僅通過激酶活性直接參與糖脂代謝的調(diào)節(jié),GK還通過與NR4A1相互作用間接參與糖脂代謝的調(diào)節(jié),抑制NR4A1對糖脂代謝的調(diào)控,增強