电针调控SIRT1/PGC-1α提高骨骼肌线粒体功能治疗胰岛素抵抗的机制研究

胰岛素抵抗（IR）是2型糖尿病和肥胖的共同关键病理基础，从胰岛素靶器官着手，提高线粒体氧化能力，是治疗IR的重要途径。SIRT1去乙酰化活化PGC-1α，能够增加线粒体生物合成，提高线粒体氧化能力，增加线粒体对葡萄糖和脂肪酸的利用，提高胰岛素敏感性。我们前期发现电针能够提高胰岛素敏感性，增强PGC-1α活性。本课题在此基础上，运用荧光素酶报告基因技术、免疫共沉淀法、western blotting以及实时定量RT-PCR等实验方法，并借助Clark氧电极系统，进一步研究电针对IR动物模型骨骼肌SIRT1表达、PGC-1α去乙酰化及其下游与线粒体生物合成和氧化相关的基因和蛋白表达的影响，分析线粒体氧化相关酶的活性、活性氧自由基生成等的变化。本项目的完成将首次阐明电针治疗IR在线粒体葡萄糖和脂肪酸利用环节的重要机制，为临床运用针刺防治IR及其相关性疾病提供全新的科学依据。

我们前期发现电针能够提高胰岛素敏感性，增强PGC-1α活性。本课题在此基础上，进一步通过SIRT1/PGC-1α途径探索电针治疗胰岛素抵抗的机制。本研究采用高脂饲料诱导胰岛素抵抗模型和遗传性胰岛素抵抗Zucker fa/fa大鼠模型，以电针关元、足三里、丰隆、中脘作为治疗方法，观察针刺对胰岛素敏感性、骨骼肌SIRT1/PGC-1α表达、线粒体生物合成和氧化能力的影响，并检测骨骼肌GLUT4表达和葡糖糖转运效率。. 结果表明：①电针能有效控制IR大鼠的体重增长，减少IR大鼠进食量和饮水量，降低IR大鼠空腹血糖和餐后血糖，改善受损的腹腔胰岛素耐量，提高IR大鼠的胰岛素敏感性；②电针明显增强了IR大鼠骨骼肌线粒体的生物合成与自我恢复能力，使IR大鼠受损的线粒体超微结构得到恢复和重构，增强了线粒体呼吸酶复合物Ⅱ和Ⅴ的活性，提高了线粒体呼吸功能，提高了线粒体对葡萄糖和脂肪酸的利用，使股四头肌中ATP含量增加以及甘油三酯的含量降低；③电针通过提高IR大鼠肌膜下线粒体(Subsarcolemmal, SS)线粒体CPT-1、MCAD、LCAD活性，从而改善IR大鼠线粒体脂肪酸β氧化功能；④电针通过活化SIRT1/PGC-1α，启动下游线粒体生物合成及氧化相关基因表达，提高线粒体生物合成和氧化能力，增加骨骼肌GLUT4蛋白的表达。. 该项目揭示了电针通过调控骨骼肌SIRT1/PGC-1α，启动下游线粒体生物合成及氧化相关基因表达，提高线粒体生物合成和氧化能力，从而改善胰岛素抵抗大鼠胰岛素敏感，为针刺在线粒体代谢环节改善胰岛素抵抗的重要机制提供了实验证据。研究成果为临床运用针刺防治IR及其相关性疾病提供新的科学依据。