灵芝孢子粉多糖抑制肥胖所诱导的炎症和胰岛素抵抗的作用机制研究

Obesity-induced chronic inflammation is one of the key mechanisms of insulin resistance and type II diabetes. Due to the lack of acknowledgement of this concept, the study of the effects of the polysaccharide of Ganoderma Lucidum Spores (PGLS) on improving insulin sensitivity and inhibiting the development of type II diabetes has been stuck. This proposal will overcome the limitation of traditional methods and inappropriate mechanism. Through establishing study models, re-evaluate the effects and mechanism of PGLS to inhibit inflammation, regulate glucose homeostasis, and insulin resistance using the Agouti Ay mouse model and HFD-induced inflammatory mouse models, which most resemble human type II diabetes and insulin resistance. Through in vitro induction of inflammation, we would further determine whether PGLS could inhibit macrophage infiltration, NRLP3 inflammasome activity, and the secretion of inflammatory cytokines at cellular levels. We will also use siRNA or knockout techniques to determine the important role of NAG-1 in the above effects of PGLS both in vivo and in vitro. In addition, we will study the potential signal transduction pathways that are involved in the inhibition of insulin resistance by PGLS. Our proposal will provide new therapeutic target for the improvement of insulin sensitivity and treatment of type II diabetes by Traditional Chinese Medicine.

肥胖所诱导的慢性炎症在胰岛素抵抗和糖尿病发生发展中起重要作用机制的理论已被广泛接受。由于缺乏对这一机制的认识，近几年来灵芝多糖在防治胰岛素抵抗以及糖尿病发生发展方面的研究陷入瓶颈阶段。本课题拟突破传统降糖评价方法和作用机制方面的研究局限性，从建立模型为出发点，研究最接近人类II型糖尿病胰岛素抵抗的Agouti Ay炎性肥胖糖尿病小鼠以及高脂饲料所诱导的炎性C57/BL6胰岛素抵抗小鼠，重新评价灵芝多糖抑制炎症反应、调节糖代谢和胰岛素抵抗的作用与机制。拟通过体外炎症诱导实验，在细胞水平上进一步验证灵芝多糖抑制巨噬细胞浸润、NLPR3炎症小体的表达与活性、以及炎症因子分泌的作用。还将利用基因敲除技术在体内外研究NAG-1基因在灵芝多糖调控以上反应中的重要作用。并基于此机制探讨灵芝多糖抗炎提高胰岛素敏感性所涉及的信号传导通路。本研究将为中医药在通过抗炎来提高胰岛素抵抗与糖尿病防治上提供新靶点。

近年来，国内外研究发现灵芝多糖具有调节免疫、抗肿瘤及降血糖、提高胰岛素敏感性等作用。本课题研究了破壁灵芝孢子粉水提物（多糖为主）在调控高脂所诱导的肥胖、脂肪积聚、炎症反应及对胰岛素抵抗的作用及分子机制。我们分别从动物 (高脂饲料喂养的C57/BL6)及细胞（3T3-L1）两种模型研究了破壁灵芝孢子粉(GLP)多糖的这一功能。我们发现GLP 可以抑制高脂所诱导的体重增长、脂肪积聚及炎症因子释放，同时改善高脂喂养小鼠中胰岛素抵抗并诱导NAG-1 的表达。通过细胞模型我们发现GLP显著抑制前脂肪细胞向脂肪细胞分化，通过转录组研究及信号通路研究我们发现其可能作用机制。近年来，肠道菌群与肥胖发生发展的相关性得到显著关注。我们研究发现GLP可能通过调节肠道菌群的分布及肠道屏障功能来抑制肥胖、炎症及提高胰岛素敏感性。为了研究NAG-1 是否是GLP 作用的靶点，我们喂养NAG-1基因敲除小鼠灵芝孢子粉水提物，发现NAG-1基因敲除小鼠在高脂喂养后体重变化和野生小鼠无显著差异，说明NAG-1可能是灵芝孢子粉多糖抑制肥胖、抑制炎症及提高胰岛素敏感性的重要靶点。然而此结论在巨噬细胞体外实验内没有得以证实。我们在研究的同时，发现破壁灵芝孢子粉除了具有调控肥胖及炎症的作用，还发现其具有非常强的抗肿瘤作用。在此课题研究内容之外，我们研究发现破壁灵芝孢子粉多糖可以显著抑制结肠癌及前列腺癌细胞的增殖及NAG-1 在细胞及裸鼠移植瘤内的表达。通过基因敲除技术(siRNA) 我们明确了NAG-1 是灵芝孢子粉多糖抗肿瘤、诱导细胞凋亡的重要靶点。从而从另外一方面支持NAG-1 可能也是GLP 抑制肥胖、降低炎症及提高胰岛素敏感性的作用分子靶点。本研究将为以灵芝孢子粉为代表的中医药在通过抗炎来提高胰岛素抵抗与糖尿病防治上提供新靶点。