蛋白激酶D1通过NF-κB介导的炎症反应改善脂肪细胞的胰岛素抵抗

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研究背景:脂肪组织不仅是能量储存的主要器官,而且还是重要的内分泌器官,也是关键的胰岛素靶器官之一,可通过各种生理病理途径来关键地调节脂质和葡萄糖的体内稳态。脂肪组织胰岛素抵抗与代谢综合征和其他全身性代谢紊乱密切相关,包括肥胖、非酒精性脂肪肝和2型糖尿病。因此,改善脂肪组织的胰岛素抵抗,是治疗包括2型糖尿病和非酒精性脂肪肝在内的系统性代谢异常的有效策略。蛋白激酶D(PKD)是一个新的丝氨酸/苏氨酸激酶家族,其成员包括PKD1、PKD2和PKD3三种亚型。作为蛋白激酶C(PKC)和二酰基甘油(DAG)的效应物,PKD参与多种营养和激素的输入,并已被证明参与多种生物过程的调控。近年来,PKD1作为一种新的能量传感器而备受关注。以往的研究表明,PKD1参与肌肉细胞中胰岛素信号转导的调控,以及胰岛素抵抗性心肌细胞中葡萄糖摄取的调控。最新研究表明,PKD1参与调节脂肪细胞的线粒体片段化和能量消耗。但是,作为胰岛素的重要靶细胞,PKD1是否参与脂肪细胞对胰岛素的反应性仍需进一步探索。研究目的:探讨脂肪细胞PKD1在调节胰岛素信号传导中的作用功能。研究方法:首先利用慢病毒载体构建稳定过表达或敲除PKD1的脂肪前体细胞3T3-L1并通过诱导分化建立脂肪细胞的胰岛素抵抗模型。通过蛋白免疫印迹实验(Western blot)、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、免疫共沉淀(Co-IP)、酶联免疫吸附试验(ELISA)等实验技术,探讨脂肪细胞PKD1在胰岛素信号转导中的作用及其机制。研究结果:(1)脂肪细胞中PKD1的缺失减轻了长期胰岛素刺激诱导的胰岛素抵抗,表现为胰岛素受体底物1(IRS1)在丝氨酸307位点的磷酸化水平受到抑制。(2)PKD特异性抑制剂CRT0066101处理可减弱长期胰岛素暴露诱导的脂肪细胞胰岛素抵抗,表现为显著抑制分化的3T3-L1细胞中IRS1-Ser307的活性。(3)脂肪细胞中过表达PKD1显著增加了 IRS1在Ser307位点的磷酸化水平,恶化胰岛素抵抗的程度。(4)在诱导分化后的3T3-L1细胞中,PKD1与IKKβ存在相互作用。(5)在机制上,CRT0066101通过抑制NF-κB信号通路降低胰岛素抵抗脂肪细胞促炎细胞因子的表达。结论:综上所述,我们的数据为PKD1信号在脂肪细胞的胰岛素信号传导中提供了证据。脂肪组织中抑制PKD1可能成为治疗脂肪组织胰岛素抵抗相关疾病的有效策略。
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