SIRT1对抗胰岛β细胞脂毒性的机制研究

蛋白乙酰化在细胞代谢中的作用日益受到重视，而去乙酰化的关健调节酶SIRT1(silent mating type information regulation 2 homolog 1)作为2型糖尿病的治疗靶点已成为研究热点，但对其在胰岛β细胞功能调节中的作用及机制所知甚少。本研究拟在细胞和整体水平，以报告基因、基因转染、RNA干扰、免疫共沉淀、Western blot、电泳迁移率实验及激光共聚焦等技术观察β细胞脂毒性发生过程中SIRT1在其中所起的作用，并明确在β细胞SIRT1与烟酰胺磷酸核糖基转移酶（Nampt，即Visfatin）之间的关系。从而揭示蛋白乙酰化在β细胞脂毒性中的作用，最终为寻求兼具改善胰岛素抵抗和胰岛β细胞保护功能的2型糖尿病治疗的理想药物提供理论基础。

2型糖尿病及其并发症严重危害人类健康，胰岛β细胞功能障碍是2型糖尿病发病的重要环节。哺乳动物沉默信息调节因子1（SIRT1）是一种尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）依赖的蛋白去乙酰化酶，参与调控能量代谢等细胞生物学功能。本项目主要探讨高糖高脂条件下，SIRT1对胰岛β细胞功能的调节作用及其可能机制。.以16.7mM葡萄糖和0.4mM软脂酸处理INS-1细胞株和分离的大鼠胰岛24h，实时定量 PCR结果显示高糖高脂显著抑制SIRT1基因表达（图1）；SD大鼠持续灌注脂肪乳剂24h，诱导高脂模型，其胰岛的SIRT1及胰岛素、胰岛素基因相关转录因子的表达也显著下调（图2），说明在细胞和动物水平高糖高脂对SIRT1及胰岛素基因表达的抑制。以SIRT1质粒转染INS-1细胞使之成为SIRT1过表达细胞模型，应用RNA干扰技术，以siRNA转染INS-1细胞使之成为SIRT1表达抑制细胞模型，检测胰岛素启动子活性以及胰岛素及相关转录因子的基因表达水平，结果显示过表达SIRT1增强大鼠胰岛素启动子活性，且完全逆转软脂酸所致的胰岛素基因启动子活性下降；干扰SIRT1表达后结果相反。以SIRT1激动剂白藜芦醇和抑制剂EX527处理INS-1细胞，发现白藜芦醇可增强大鼠胰岛素启动子活性，部分逆转软脂酸所致的活性抑制， 而EX527处理后结果相反；共转染SIRT1和胰十二指肠同源盒因子1（PDX1）、叉头盒蛋白O1（FOXO1）质粒，发现SIRT1协同转录因子PDX1，进一步上调胰岛素启动子活性。以上研究结果表明高糖高脂可以通过降低SIRT1表达降低胰岛素基因水平，而增加SIRT1活性或基因表达水平可以对抗高糖高脂对胰岛β细胞的毒性作用。