It has been reported that 5-HT can induce insulin resistance (IR) in the hepatocytes, adipocytes and myotubes, and exacerbate hepatic steatosis in the mouse model of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). We have found originally that chronic stress, dexamethasone (Dex) or high-fat diet (HFD) feeding-induced IR are closely associated with increased 5-HT synthesis and 5-HT 2 receptors (5-HT2Rs) in the hepatic tissue and visceral adipose tissue, and increased 5-HT2Rs in the skeletal muscle. The purposes of this study are to elucidate whether the alteration of peripheral 5-HT system is a crucial reason for aforementioned factors-induced IR, and to clarify the mechanism and key signaling pathways when 5-HT mediates glucocorticoids or HFD-induced IR. The research would chiefly focus on hepatic tissue IR, and also on visceral adipose tissue and skeletal muscle IR secondarily; We would make animals and cells IR models with SD rats, wild-type and gene knock-out mice, primary hepatocytes and adipocytes, and gene silencing cell lines. The research findings would have theoretical and clinical value for us to assess the role of peripheral 5-HT system in mediating IR generation and to understand whether has a common mechanism for various factor-inducing IR, this would also provide a new idea and target for the treatment of metobolism syndrome and type 2 diabetes mellitus.
5-羟色胺(5-HT)已被证明可诱导肝细胞、脂肪细胞、肌管细胞产生胰岛素抵抗(IR)并加重非酒精性脂肪肝小鼠模型脂肪变性。我们首次发现,慢性应激、地塞米松或高脂饲料喂养诱导的IR与肝组织、内脏脂肪组织5-HT合成及5-HT2受体(5-HT2Rs)增加、骨骼肌5-HT2Rs增加密切相关。本项目旨在阐明这种外周5-HT系统改变是否为这些因素诱导IR的重要原因,阐明机制并弄清牵涉的关键的能量代谢调节信号通路。研究拟主要针对肝脏IR,次要涉及内脏脂肪组织及骨骼肌IR;应用“SD大鼠、野生型及基因敲除小鼠、原代肝细胞及脂肪细胞、基因沉默的细胞株”建立动物及细胞IR模型。研究成果对于“评价外周5-HT系统在IR发生时的作用、了解多种因素诱导IR是否存在普遍规律”有理论和临床意义,可能为代谢综合征、2型糖尿病的临床治疗提供新思路和新靶点。
背景 5-HT涉及肝脏及脂肪组织代谢已有研究报导。研究认为,来自于胃肠道的5-HT通过作用于5-HT2A受体(5-HT2AR)介导代谢异常。本项目研究了器官本身合成的5-HT及5-HT2AR在诱导代谢异常及器官损伤时的作用。.主要研究内容 研究了5-HT合成及5-HT2AR与“糖皮质激素(GC)、慢性应激(CS)诱导胰岛素抵抗(IR)及糖脂代谢异常,高脂饲料诱导肝脂肪变性,2型糖尿病(T2DM)小鼠的骨骼肌能量代谢异常,四氯化碳(CCl4)诱导急性肝损伤,顺铂诱导急性肾损伤,及动脉粥样硬化(AS)发生”的相关性。.重要结果 研究表明,器官本身的5-HT系统激活在其能量代谢异常、器官损伤时起关键性作用。综合研究结果,有害刺激(高脂、高糖、毒性化学物质)通过诱导细胞的5-HT2AR上调、5-HT合成增加及5-HT在线粒体经单胺氧酶A(MAO-A)催化的降解增加调控细胞功能。5-HT2AR介导PKCε激活及其下游的Akt、mTOR、ERK1/2磷酸化,促进细胞的脂质合成、糖异生等糖脂代谢异常,导致脂肪变性、IR。同时,5-HT2AR也调控MAO-A表达;激活的5-HT降解,诱导线粒体产生ROS并抑制抗氧化酶(SOD,过氧化氢酶等)活性,激活MAPKs、STAT3激酶及NF-κB,从而促进炎症、细胞凋亡。.关键数据 有关细胞5-HT系统调控细胞功能,经动物及细胞实验,获得了以下研究的实验数据:GC、CS诱导肝细胞糖脂代谢异常、脂肪组织脂解及骨骼肌IR;高脂饲料诱导NAFLD;T2DM小鼠的疲劳,骨骼肌氧化应激、糖原及ATP合成减少;CCl4诱导急性肝损伤,导致肝细胞氧化应激、炎症信号通路激活、炎症;顺铂诱导急性肾损伤,导致肾小管上皮细胞氧化应激、炎症、细胞凋亡;高脂饲料喂养ApoE基因敲除小鼠引起的AS,脂质诱导THP-1源性巨噬细胞泡沫细胞化、炎症因子分泌及诱导人脐静脉内皮细胞炎症因子、单核细胞趋化因子分泌。.科学意义 有害刺激通过诱导细胞的5-HT2AR表达、5-HT合成及降解增加,使其发生代谢紊乱、氧化应激、炎症、细胞凋亡等异常。这是普遍规则,可见于肝细胞、骨骼肌细胞、肾小管上皮细胞、巨噬细胞、血管内皮细胞。本研究对于弄清肝、肾、动脉相关疾病的发病机制,细胞5-HT系统的生物学作用,及相关疾病的治疗方法有明确的理论及实践意义。
{{i.achievement_title}}
数据更新时间:2023-05-31
1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合
低轨卫星通信信道分配策略
2016年夏秋季南极布兰斯菲尔德海峡威氏棘冰鱼脂肪酸组成及其食性指示研究
Wnt 信号通路在非小细胞肺癌中的研究进展
基于LBS的移动定向优惠券策略
Mfn2在高脂饮食诱导大鼠胰岛素抵抗形成过程中的作用及机制研究
低剂量TCDD联合高脂饮食诱导雌性大鼠胰岛素抵抗及叶黄素预防作用研究
肠HIF2α-神经酰胺代谢轴在高脂饮食诱导胰岛素抵抗中的作用
心磷脂重塑酶Tafazzin在高脂饮食诱导的心肌胰岛素抵抗中的作用和机制研究