EGCG通过胰岛素受体辅助降血糖的分子机制研究

Diabetes is becoming a critical heathy issue in China. Better glycemic control is an effective way to diabetes management. And it is very important to find new drugs for therapies of diabetes. In recent years, some studies have demonstrated that increased consumption of flavonoid EGCG, which is quantitatively the most important and the main active ingredient in Green tea, improved glucose homeostasis to ameliorate insulin resistance. But we previously found that EGCG could not reduce the glucose in STZ-induced mouse models, however, EGCG plus insulin (INS) had a perfect hypoglycemic function when compared with insulin administrated mice. The interactions among EGCG, INS and insulin receptor (IR) also demonstrated that EGCG could increase the infinity between INS and IR. Therefore, to explore the mechanisms that EGCG assists INS to lower glucose, we try to explore the following questions: 1) to determine the binding sites between EGCG and IR through sites directed mutagenesis ; 2) to determine whether EGCG could direct to therapy of IR and type 2 diabetes, which were induced by natural mutations in IR. Our work will help to understand the mechanisms how EGCG reduce blood glucose, and also provide a new way to explore new drugs for diabetes therapy.

糖尿病严重影响患者生活质量，其治疗成为家庭和社会的沉重负担。目前糖尿病治疗手段仍在于血糖管理。从植物发现降糖化合物是新药开发的有效途径。前期研究发现：1.在链脲佐菌素（STZ）诱导的胰岛素(INS)缺乏型糖尿病小鼠模型上，单独静脉注射表没食子酸儿茶素没食子酸酯（EGCG）没有降血糖效果，而EGCG与INS联用则具较INS更强的降血糖效应。2.在分子相互作用实验中，EGCG可以和胰岛素受体(IR)结合，并增强INS和IR的亲和力。这些结果提示EGCG很可能通过结合IR参与了INS和IR的结合作用来降低血糖。为探索EGCG协同INS降血糖的具体机制，拟探讨下列科学问题：1.通过IR突变确定EGCG结合IR的具体位点；2.EGCG可以解决IR哪些位点突变引起的胰岛素抵抗。项目的实施将加深对植物利用动物固有血糖调控机制干预动物代谢的理解，也可能为糖尿病药物的开发提供新思路。

糖尿病是一种典型的代谢性疾病，由于遗传因素和环境因素以及它们间的相互作用，出现胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能失常引起的相对胰岛素不足。目前，糖尿病已成为全球最严重的公共健康问题之一。已有研究发现一些胰岛素激动剂或增敏剂可以激活胰岛素信号通路，作为胰岛素的补充药物应用于糖尿病的治疗。有许多研究表明，EGCG 可以调控胰岛素信号通路改善胰岛素抵抗，但是EGCG 是怎样作用于胰岛素信号通路，改善胰岛素抵抗，并达到有效的血糖控制的具体机制并不清楚。.在本项目中，我们发现，EGCG并不能有效降低糖尿病小鼠的血糖，而在与胰岛素联合使用情况下，表现出比单独胰岛素更好的维持血糖稳定的效果。于是，我们预测EGCG应该是胰岛素受体的增敏剂。我们首先通过生物膜干涉技术和表面等离子共振技术都检测到EGCG可以增强胰岛素与胰岛素受体的亲和力，进一步在细胞实验上也证实EGCG能显著增强胰岛素对胰岛素信号通路的激活作用，并在糖尿病动物模型上证实EGCG能显著加强胰岛素的降血糖效果。然后，通过构建胰岛素受体定点突变质粒，转染CHO-K1细胞，发现EGCG能显著改善胰岛素受体突变引起的胰岛素信号通路无法正确传导的问题。胰岛素受体是糖尿病治疗药物研发的一个重要靶点，我们利用胰岛素受体胞外域作为靶点筛选到了约400个能与胰岛素受体胞外域发生结合的小分子化合物，进一步的研究发现2种新的小分子化合物作为胰岛素增敏剂调节血糖稳定。另外，我们还研究了EGCG在脂肪细胞和脂肪组织的作用机制是否与胰岛素信号通路相关，研究显示EGCG可以部分通过激活AMPK减少脂肪累积，而不是通过胰岛素信号通路。本项目阐明了EGCG通过靶向胰岛素受体增强胰岛素对胰岛素信号通路的传导，也为以胰岛素受体为靶点的糖尿病治疗提供研究思路；另外，小分子化合物与胰岛素联合使用为胰岛素受体突变引起的胰岛素抵抗或其他综合征的靶向治疗提供了新的方案和方向。