抑制DAGT1抵抗脂肪酸诱导的胰岛β细胞损伤及其分子机制研究

Obesity is one of the risk factors for type 2 diabetes. Obesity accompanied by hyperlipidemia is associated with lipotoxicity in pancreatic β cell and insulin resistance in peripheral tissues. DGAT plays a key role in triacylglycerol synthesis. Based on the findings from genetically modified mice as well as in vivo pharmacological studies of its small molecule inhibitors, it has been shown that DGAT1 inhibition could be resistant to obesity, hypertriglyceridemia and insulin resistance induced by high-fat diet. However, the effects of DGAT1 inhibitors on pancreatic β cell haven’t been reported. Our previous results have shown that DGAT1 inhibitors could protect MIN6 β cells from palmitate-induced impaired insulin secretion and apoptosis. In the present study, the protective effects and related mechanisms of DGAT1 inhibition on pancreatic β cells will be investigated in MIN6 β cells, primary islets , db/db and DIO mice, the molecular mechanisms will also be explored by using molecular biology methods combined with lipidomics methods. We are looking forward to providing new evidence for DGAT1 target validation and new perspective for the prevention and treatment of type 2 diabetes.

肥胖是糖尿病的高危因素，肥胖伴随的高血脂与胰岛β细胞脂毒性、外周组织胰岛素抵抗密切相关。二酰甘油酰基转移酶（DGAT）是催化甘油三酯合成的关键酶，基因敲除小鼠及小分子抑制剂体内药效研究表明，抑制DGAT1能抵抗高脂饮食诱导的肥胖，显著降低甘油三酯水平和改善胰岛素抵抗等。然而对于抑制DGAT1在胰岛β细胞上的作用未见研究报道。我们在前期研究工作中发现，DGAT1抑制剂能够抵抗长期棕榈酸诱导的小鼠胰岛β细胞株MIN6 细胞的凋亡和功能损伤，并对其分子机制进行了初步探索。本课题将利用DGAT1抑制剂结合基因敲除技术，从体外细胞（MIN6细胞）、离体组织（原代胰岛）及动物水平三个层次研究抑制DGAT1在高脂状态下对胰岛β细胞的保护作用，并应用分子生物学手段结合脂质代谢组学方法深入研究其保护作用的分子机制，期待为DGAT1作为药物靶标的确认提供依据，并为2 型糖尿病的预防和治疗提供新的思路和方法。

肥胖伴随的高血脂与胰岛β细胞脂毒性、外周组织胰岛素抵抗密切相关。在肥胖个体中，长期血浆高浓度游离脂肪酸导致了胰岛β细胞的脂毒性，诱导了胰岛β细胞的凋亡和功能损伤。二酰甘油酰基转移酶（DGAT）是催化甘油三酯合成的关键酶，是极具潜力的抗高脂血症、非酒精性脂肪肝（NAFLD）、肥胖及2型糖尿病等代谢性疾病的药物靶标。本项目中，我们在前期工作的基础上，利用经典DGAT1小分子抑制剂4a和LCQ908，对DGAT1抑制抵抗脂肪酸诱导的胰岛β细胞损伤进行了详细的药理药效学研究，发现并确证了DGAT1抑制能够有效拮抗脂质过载导致的胰岛β细胞凋亡和功能损伤。机制研究结果表明DGAT1抑制能够抑制脂肪酸引起的内质网应激和炎症通路（JNK、p38）激活、抑制脂肪酸摄取和代谢，进而抵抗脂肪酸诱导的胰岛β细胞凋亡，改善胰岛素分泌功能；同时，我们的在体实验结果证实了DGAT1抑制剂能够减轻2型糖尿病db/db小鼠糖尿病症状，减少胰腺中的胰岛β细胞凋亡、改善胰岛素分泌功能，与体外实验结果一致。此外，我们对前期研究中获得的具有自主知识产权的新型DGAT1小分子抑制剂yhhu2400进行了结构修饰和活性改造，获得了具有肝肠和胰腺组织高分布特征、在体内外活性更好的小分子抑制剂，后续可以利用这部分化合物作为工具化合物进行相关机制研究。综上所述，本项目的研究结果确证了抑制DGAT1抵抗高脂诱导的胰岛β细胞凋亡及胰岛素分泌功能受损的作用和分子机制，揭示了DGAT1抑制对肥胖个体糖脂代谢改善作用的新机制，同时为2型糖尿病发病机制研究及糖尿病防治提供了新的思路。