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硒蛋白S(SelS)是一个内质网驻留硒蛋白,有研究发现禁食后的2型糖尿病(T2D)、肥胖或胰岛素抵抗(IR)模型大鼠肝组织SelS基因表达量升高;也有研究发现在H4IIE肝细胞中过表达SelS会损害胰岛素敏感性而影响糖代谢;我们实验室前期工作中也发现SelS基因敲低会改善软脂酸诱导HepG2细胞的IR状态,且其作用机制可能与激活AMP激活的蛋白激酶(AMPK),抑制JNK有关。综合以上的研究发现,我们认为确定SelS与T2D等代谢疾病的关系仍缺少切实的体内外实验证据。因此,在体内外模型中继续探讨SelS与T2D的作用关系,对于揭示硒和SelS在代谢性疾病中扮演的角色以及发现治疗的新靶点具有重要的科学意义和潜在的应用价值。本文首先对于T2D、IR和非酒精性脂肪肝(NAFLD)的关系、肝组织脂类代谢、AMPK的基本情况和SelS与糖脂代谢的关系等进行了综述。在此基础上,以db/db小鼠和高脂饲料诱导肥胖(DIO)小鼠作为体内研究对象,以游离脂肪酸(FFA)造模的HepG2细胞作为体外研究对象,针对SelS与糖脂代谢的作用关系问题开展研究,主要结果如下:(1)应用siRNA干扰技术、qRT-PCR法、蛋白质印迹、GC-MS和HPLC等方法研究SelS基因敲低对于db/db小鼠糖脂代谢的影响。结果显示,db/db小鼠禁食12 h后其肝组织SelS的mRNA和蛋白质的表达量增加。db/db小鼠肝组织敲低SelS后会减小体重变化率和禁食血糖变化率,降低血清胰岛素水平和HOMA-IR水平以及改善胰岛素耐量;SelS基因敲低通过IRS-l/Akt/GSK-3β和FoxO1途径而增加肝糖原含量和抑制糖异生;SelS基因敲低后显著减少肝组织油红O染色以及TG和CHO含量,降低了血清TG、FFA、ALT和AST水平;SelS基因敲低后抑制肝组织脂肪生成关键酶的基因表达量和促进脂肪酸分解(FAO)关键酶的基因表达量,而肝组织脂肪酸组成种类变化不大;SelS基因敲低后升高了肝组织AMPK和ACC磷酸化水平以及血清脂联素的水平,降低了 JNK的磷酸化水平,减少了巨噬细胞浸润,降低了血清TNF-α和IL-6的水平,其激活AMPK的机制可能与增加AMP/ATP比值和ADP/ATP比值有关。以上结果表明,SelS基因敲低可以缓解db/db小鼠肝脂肪变性和IR状态,其机制可能与激活AMPK有关。(2)应用siRNA干扰技术、qRT-PCR法和蛋白质印迹等方法研究SelS基因敲低对于DIO小鼠糖脂代谢的影响。结果显示,DIO小鼠禁食12 h后其肝组织SelS蛋白表达量增加。DIO小鼠肝组织敲低SelS后会降低禁食血糖水平、血清胰岛素水平和HOMA-IR水平以及改善葡萄糖耐量、胰岛素耐量和丙酮酸耐量;SelS基因敲低抑制JNK磷酸化水平和升高胰岛素信号通路中关键分子Akt磷酸化水平,降低了血清TNF-α和IL-6的水平;SelS基因敲低后显著减少肝组织油红O染色以及TG和CHO含量,降低了血清TG、FFA、ALT和AST水平;SelS基因敲低后升高了 DIO小鼠肝组织AMPK和ACC的磷酸化水平,升高了血清脂联素的水平。以上结果表明,SelS基因敲低可以缓解DIO小鼠肝脂肪变性和IR状态,其机制可能与激活AMPK有关。(3)应用siRNA干扰技术、qRT-PCR法、蛋白质印迹和HPLC等方法研究SelS基因敲低对于FFA诱导HepG2细胞脂肪变性的影响。结果显示,SelS敲低后能升高AMPK和ACC的磷酸化水平,减少油红O染色和肝细胞TG含量,抑制脂肪生成相关酶的基因表达,促进FAO相关酶的基因表达;且这些作用均能够被AMPK的抑制剂Compound C或siRNA干扰序列所逆转。AMPK的siRNA干扰序列还显著降低了SelS敲低后升高的细胞耗氧量。而且,SelS敲低后能增加AMP/ATP的比值和ADP/ATP的比值。以上结果表明,在FFA诱导HepG2细胞脂肪变性的模型中,SelS基因敲低后至少部分地通过增加AMP/ATP的比值和ADP/ATP的比值而激活AMPK来抑制脂肪生成,促进脂肪酸氧化分解从而缓解肝细胞脂肪变性。这也验证了 DIO小鼠肝组织敲低SelS后激活AMPK而缓解肝脂肪变性的现象和db/db小鼠肝组织特异性敲低SelS后至少部分地通过增加AMP/ATP的比值和ADP/ATP的比值而激活AMPK来抑制脂肪生成,促进脂肪酸氧化分解从而缓解肝细胞脂肪变性的作用规律。(4)应用qRT-PCR法测定db/db小鼠与正常小鼠肝组织和胰腺组织中各种硒蛋白基因表达量。结果显示,测定出db/db小鼠与正常小鼠肝组织中23种硒蛋白的基因表达量(Dio2未检测出),其中14种硒蛋白的基因表达量显著增加;测定出db/db小鼠与正常小鼠胰腺组织中22种硒蛋白的基因表达量(SelN和Dio2未检测出),其中6种硒蛋白的基因表达量显著增加,SelI的基因表达量显著减少。以上结果表明,db/db小鼠肝组织和胰腺组织中多数硒蛋白基因表达量发生改变,除已报道的GPxl、SelP、SelT和SelS外,其余这些基因表达量显著变化的硒蛋白与T2D等代谢疾病的调控关系有待更为深入地研究。