硒蛋白S在調節(jié)內質網應激及抗炎癥中的作用.pdf

1、糖尿病是21世紀人類健康的主要威脅之一。隨著人類生活環(huán)境、生活方式和生活習慣的改變，糖尿病發(fā)病率在近二十年來快速增長。由于糖尿病治療的困難性，因此開展糖尿病的預防研究成為當前的研究熱點。
　　 硒（selenium）是哺乳動物必需的微量營養(yǎng)元素，以硒代半胱氨酸（selenocysteine）的形式存在于機體的各種硒蛋白中，且為硒蛋白的活性中心或必需組成成份，在許多生理過程中發(fā)揮著十分重要的作用。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，硒除了具有抗氧化

2、、增強機體的免疫功能外，還具有類胰島素的作用，然而其機制并不清楚。硒蛋白S（SelS）是一種新發(fā)現(xiàn)的內質網和細胞膜駐留硒蛋白，可以保護細胞拮抗氧化損傷及內質網應激誘導的細胞凋亡，參與炎癥反應及作為內質網相關蛋白降解（ERAD）逆向轉運通道的一個重要組成部分，表明SelS對內質網功能的發(fā)揮起著重要的作用，且它與一些炎癥疾病密切相關。然而，SelS與炎癥、糖尿病有什么關系亦不清楚。而對這些問題的闡明，不僅有助于詳細了解硒、SelS與炎癥、糖

3、尿病的關系，而且可能會給糖尿病的預防提供一些啟示。
　　 本文用糖尿病實驗模型動物和體外細胞實驗研究硒、SelS與炎癥、糖尿病的一些關系。所取得的主要結果有：
　　 1、SelS在細菌脂多糖（LPS）誘導HepG2細胞炎癥反應中的抑制作用
　　 細菌脂多糖在革蘭氏陰性菌感染導致的急性炎癥反應中起著關鍵的作用，本文以LPS誘導的炎癥模型來研究SelS在炎癥反應的發(fā)生、發(fā)展與調控中的作用。采用小分子RNA干擾（siR

4、NA）技術、酶活性分析、氧化應激參數(shù)的測定、實時定量PCR和蛋白質印跡等測定了HepG2細胞中相關蛋白（酶）及因子的mRNA和蛋白質表達水平。結果表明，在LPS刺激下，細胞質谷胱甘肽過氧化物酶（GPx-1）的mRNA表達水平和活性降低；ROS水平、丙二醛（MDA）的含量、NO的代謝產物硝酸鹽和亞硝酸鹽水平、誘導型一氧化氮合酶（iNOS）的mRNA表達水平和活性、白介素1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）及白介素6（IL-6

5、）、血清淀粉樣蛋白A1（SAA1）和A2（SAA2）的mRNA表達水平及SAA1蛋白質分泌水平都顯著增加。采用siRNA技術抑制HepG2細胞中SelS基因和蛋白質的表達后，上述參數(shù)的減少或增加在LPS刺激下進一步加劇。表明SelS在炎癥反應中的重要作用可能與它的抗氧化功能和作為內質網相關蛋白質降解的逆向轉運通道的一個重要組成部分密切相關。且無論SelS沉默與否，亞硒酸鈉（Na2SeO3）預孵育12小時能有效緩解LPS作用HepG細胞引

6、起的炎癥反應。Na2SeO3通過提高硒蛋白如GPx-1的mRNA表達水平和增強它的酶活性，降低ROS水平及MDA含量，削弱iNOS的表達，降低硝酸鹽和亞硝酸鹽的水平，下調IL-1β、TNF-α、IL-6、SAA1和SAA2的mRNA表達。這些結果表明Na2SeO3能抑制LPS誘導的炎癥反應，且SelS不是唯一影響LPS誘導的炎癥反應的硒蛋白。
　　 2、硒對糖尿病小鼠胰腺組織中細胞因子的調控
　　 基于糖尿病與自身免疫的

7、關系，以鏈脲佐菌素誘導的糖尿病小鼠為模型，以探討Na2SeO3對鏈脲佐菌素誘導的糖尿病小鼠的降血糖作用及其機理。通過測定胰腺等組織相關蛋白（酶）的基因表達水平和酶的活性、測定氧化應激參數(shù)、測定Th1（1型輔助性T淋巴細胞）和Th2（2型輔助性T淋巴細胞）等細胞因子、促炎癥細胞因子的基因表達水平等觀察Na2SeO3對糖尿病小鼠胰腺組織中上述細胞因子及iNOS的影響。結果表明，以灌胃的方式連續(xù)補硒14天后，糖尿病小鼠的血糖值顯著減低，Na2

8、SeO3通過提高增加胰腺組織中硒蛋白如GPx-1和SelS的mRNA表達水平，增強細胞GPx-1酶活性；降低MDA的含量，提高谷胱甘肽（GSH）水平；上調Th2細胞因子白介素4（IL-4）和白介素10（IL-10）的基因表達，下調Th1細胞因白介素2（IL-2）和白介素12（IL-12）的基因表達，抑制促炎癥細胞因子IL-1β、TNF-α和干擾素-γ（IFN-γ）的mRNA表達；下調iNOS的mRNA表達和活性，降低NO的代謝產物硝酸鹽

9、和亞硝酸鹽的水平。這些結果提示Na2SeO3可能主要是通過對胰腺組織的免疫失衡進行調節(jié)，從而起到降血糖和改善糖尿病病情的作用。
　　 3、SelS在己糖胺（Glucosamine）誘導的內質網應激對HepG2細胞胰島素信號轉導通路的一些信號分子基因表達中的作用
　　 己糖胺通路（HBP）是葡萄糖代謝途徑的一個分支，在體內廣泛分布。大量的實驗結果表明HBP在胰島素抵抗及糖尿病的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用，且HBP、內質網應

10、激與胰島素抵抗及糖尿病密切相關。采用實時定量PCR和基因沉默技術研究了己糖胺誘導的內質網應激對HepG2細胞胰島素信號轉導通路IRS-2/PI-3K/PKB的一些信號分子的基因表達的影響及SelS基因沉默后的變化等。結果表明己糖胺誘導HepG2細胞中SelS、剪切形式的人X盒結合蛋白 1（XBP-1S）、葡萄糖轉運蛋白 2（GluT2）、糖原合成激酶-3β（GSK-3β）和葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-Pase）的mRNA表達水平上調，胰

11、島素受體底物-2（IRS-2）、磷脂酰肌醇-3激酶（PI-3K）和PKB-β（蛋白激酶Bβ）的mRNA表達水平下調；且SelS基因沉默后，己糖胺誘導的XBP-1S、GSK-3β和G-6-Pase的mRNA表達水平進一步上升，PKB-β的mRNA表達水平進一步下降，而IRS-2和PI-3K的mRNA表達水平幾乎沒有變化。這些結果表明己糖胺誘導的內質網應激可能削弱HepG2細胞中胰島素信號的轉導，導致糖異生相關酶G-6-Pase的表達增強，