醛糖還原酶通過(guò)調(diào)控肝代謝性核受體PPARα的磷酸化及活性影響脂質(zhì)穩(wěn)態(tài).pdf

1、醛糖還原酶( aldose reductase，AR)在糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中扮演了重要的角色，但其機(jī)制尚未完全闡明。在本項(xiàng)研究中，我們利用細(xì)胞模型和動(dòng)物模型，就AR對(duì)肝臟過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體僅(peroxisomeproliferator-activated receptorα，PPARα)轉(zhuǎn)錄活性和脂質(zhì)代謝的影響進(jìn)行了一系列的體內(nèi)體外研究。 我們首先構(gòu)建了AR表達(dá)載體pFLAG-mAR，將此質(zhì)粒和含過(guò)氧化物酶體增

2、殖物反應(yīng)元件(peroxisome proliferator response element，PPRE)的熒光素酶報(bào)告質(zhì)粒PPRE-tk-Luc共轉(zhuǎn)染進(jìn)AML12小鼠肝細(xì)胞中，并在反應(yīng)體系中用PPARy的拮抗劑G3335抑制PPARy的轉(zhuǎn)錄活性。我們利用這樣一個(gè)系統(tǒng)研究了AR過(guò)量表達(dá)對(duì)PPARα/δ的轉(zhuǎn)錄活性的影響。我們的結(jié)果顯示，AR在AML12小鼠肝細(xì)胞的過(guò)量表達(dá)強(qiáng)烈地抑制了PPARα/δ的轉(zhuǎn)錄活性(74％，P<0.001)，而在

3、培養(yǎng)基中加入AR抑制劑zopolrestat可以使AR過(guò)量表達(dá)誘導(dǎo)的PPARα/δ轉(zhuǎn)錄活性的下降得到顯著的改善。與此同時(shí)，RT-PCR半定量分析結(jié)果顯示，AR誘導(dǎo)的PPARα/δ轉(zhuǎn)錄活性的下降伴隨著?；o酶A氧化酶(acyl-CoA oxidase，ACO)和肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)運(yùn)酶.1(camitine palnutoyl transferase-1，CPT-1)的mRNA表達(dá)水平的下降(ACO下降34.3％，P<0.01； CPT-1下降2

4、3.3％，P<0.05)。ACO和CPT-1是PPARα的兩個(gè)靶標(biāo)基因，與脂肪酸氧化密切相關(guān)。這些結(jié)果提示，AR參與了對(duì)PPARα轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控，進(jìn)而影響了脂質(zhì)代謝。更進(jìn)一步地，利用Western blot，我們證明了AR的過(guò)量表達(dá)顯著地增加了PPARα，的磷酸化水平，其中第12位絲氨酸殘基磷酸化增加了2.2倍(P<0.001)，第21位絲氨酸殘基磷酸化增加了2.1倍(P<0.05)，而磷酸化的增加伴隨著轉(zhuǎn)錄活性的下降。與PPARα磷酸

5、化水平的提高相對(duì)應(yīng)，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶ERK1和ERK2的磷酸化也分別增加了14倍(P<0.001)和4.1倍(P<0.01)，提示ERK-MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可能介導(dǎo)了PPARα的磷酸化。與此相呼應(yīng)，ERK1/2抑制劑的處理使得AR誘導(dǎo)的PPARα轉(zhuǎn)錄活性的抑制被顯著改善(達(dá)到對(duì)照的78％，P<0.001)，而PI3K、p38、JNK及PKC抑制劑處理則沒(méi)有此作用。特別重要的是，用25 mM濃度的葡萄糖處理AML12細(xì)胞也獲得了與上述

6、效應(yīng)相似的結(jié)果。與在5 mM葡萄糖濃度下培養(yǎng)相比，25 mM葡萄糖的處理使得AML12細(xì)胞的AR的表達(dá)顯著上調(diào)，同時(shí)引起PPARa/8轉(zhuǎn)錄活性下降和ERK1/2及PPARα的磷酸化程度顯著增加。用AR siRNA抑制AR表達(dá)后，25 mM葡萄糖濃度處理下的AML12中PPARα的磷酸化程度顯著降低。 我們采用腹腔注射鏈脲佐菌素(streptozotoxin，STZ)在C57BL/6小鼠中誘導(dǎo)I型糖尿病。在STZ-糖尿病小鼠中，A

7、R抑制劑處理或敲除AR基因，導(dǎo)致肝組織ERK1/2和PPARα的去磷酸化，而且AR抑制劑處理使ACO的mRNA水平顯著上升(44％，P<0.01)，載脂蛋白ApoC3的mRNA水平顯著下降(34.8％，P<0.01)。與此同時(shí)，血甘油三酯(TG)和游離脂肪酸水平也顯著下降。另一方面，在II型糖尿病小鼠模型db/db小鼠中，AR抑制劑的處理也導(dǎo)致肝組織ERK1/2和PPARα顯著的去磷酸化，同時(shí)伴隨著ACO和載脂蛋白ApoA5的mRNA水