自噬与PI3K/Akt/mTOR通路Cross-talk在胰岛素抵抗中的作用及黄连温胆汤的干预机制

Insulin resistance (IR) is the main pathophysiology basis of metabolic syndrome, improving IR is a difficult problem to overcome. Recent studies have shown that IR and autophagy activity are correlated, PI3K/Akt/mTOR signaling pathway and autophagy exist cross-talk, its key point is Akt phosphorylation levels. The curative effect of Huanglianwendan Decoction on metabolic syndrome is remarkable. Based on the the early research results that Huanglianwendan Decoction’s efficacy material base and its regulation of insulin receptor signaling pathways, this project intends to build the insulin resistance model, and to find the target of improving IR on the basis of cross-talk between autophagy and PI3K/Akt/mTOR pathway. To verify the following scientific hypothesis: Huanglianwendan Decoction may control PI3K/Akt/mTOR signaling pathway and maintain autophagy steady state at the same time by regulating Akt phosphorylation level, thus improving the IR. This project further clarify the molecular level of Huanglianwendan Decoction to improve the mechanism of IR, enriching the content of the party of modern research, to provide a detailed experimental basis for the development and clinical promotion of Huanglianwendan Decoction.

胰岛素抵抗（IR）是代谢综合征的重要发病机制，改善IR是防治代谢综合征必须攻克的难题，近年来研究表明IR和自噬活性具有相关性，胰岛素受体后信号通路PI3K/Akt/mTOR与自噬信号调控途径存在Cross-talk，其中Akt磷酸化水平起关键作用。古方黄连温胆汤治疗代谢综合征疗效显著，基于前期实验结果，黄连温胆汤具有调控胰岛素受体后信号通路的作用，本项目拟构建胰岛素抵抗模型，进一步在自噬与PI3K/Akt/mTOR通路Cross-talk的基础上寻找黄连温胆汤改善IR的作用靶点，验证如下假说：黄连温胆汤可能通过调控Akt磷酸化水平干预PI3K/Akt/mTOR通路与自噬信号途径间的Cross-talk，从而调节该通路并维持自噬稳态，改善IR。本项目从分子水平更深入地阐明古代经典名方黄连温胆汤改善IR的作用机制，丰富该方的现代研究内容，为该方的开发及临床推广提供详实的实验依据。

黄连温胆汤是课题组持续沿用防治代谢综合征的有效方剂，前一面上项目初步分析了黄连温胆汤的药效物质基础，找到干预胰岛素抵抗的可能作用靶点，为进一步从分子水平阐明黄连温胆汤的作用机制，课题组从自噬和胰岛素抵抗相关性角度出发，验证Akt磷酸化水平是否为PI3K/Akt/mTOR通路和自噬信号通路的Cross-talk。.课题组在构建胰岛素抵抗动物及3T3-L1脂肪细胞模型的基础上，观察胰岛素抵抗发生发展过程中自噬水平的动态变化；应用黄连温胆汤及有效物质成分含药血清进行干预，通过观察自噬和PI3K/Akt/mTOR通路相关基因、蛋白的表达情况，基于自噬与PI3K/Akt/ mTOR通路Cross-talk探讨黄连温胆汤对脂肪组织胰岛素抵抗的改善作用。分析PI3K/Akt/mTOR通路与自噬间的协同或拮抗作用，明确自噬激活或抑制和胰岛素抵抗的关系，从而更全面的在分子水平阐明黄连温胆汤改善胰岛素抵抗的作用机制，验证黄连温胆汤可能通过调控脂肪组织Akt磷酸化水平同时调节PI3K/Akt/mTOR信号通路和维持自噬稳态，从而改善胰岛素抵抗。本课题研究发现，脂肪组织自噬体并不易观察，以自噬相关基因表达情况分析自噬水平，包括LC3B、Beclin、mTOR等。胰岛素抵抗发生发展过程中，自噬受抑制，表现出LC3B表达下降，mTOR表达增高，黄连温胆汤和二甲双胍可以激活自噬，增加AKT磷酸化水平，改善胰岛素抵抗；自噬抑制相对自噬激活时更易发生胰岛素抵抗，黄连温胆汤和二甲双胍可以逆转自噬抑制剂的作用；AKT磷酸化水平同时参与PI3K/Akt/mTOR信号通路和维持自噬稳态，可能是自噬与PI3K/Akt/mTOR通路Cross-talk的关键靶点。.本研究在动物水平及细胞水平明确脂肪组织（3T3-L1脂肪细胞）自噬与PI3K/Akt/mTOR通路Cross-talk机制，初步确定了自噬激活/抑制和胰岛素抵抗的关系，阐释了黄连温胆汤改善胰岛素抵抗的可能作用机制。