FoxO1在STZ誘導(dǎo)的1型糖尿病小鼠模型中的作用機(jī)制.pdf

1、1型糖尿病(Type1 diabetes mellitus,T1DM),即青年發(fā)病型糖尿病,這主要是因?yàn)樗３Ｔ?5歲以前發(fā)病,占糖尿病的10％以下.T1DM是依賴胰島素治療的,因此T1DM也稱胰島素依賴性糖尿病,即患者從發(fā)病開(kāi)始就需使用胰島素治療,并且終身使用.原因在于T1DM患者體內(nèi)被激活的巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞分泌一些諸如白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、腫瘤壞死因子α(Tumor Necrosis Fact

2、or-alpha,TNF-α)等炎癥因子,它們會(huì)攻擊胰腺中的胰島β細(xì)胞,從而破壞胰島β細(xì)胞功能并阻礙胰島素的分泌.在體內(nèi)胰島素絕對(duì)缺乏的情況下,就會(huì)引起血糖水平持續(xù)升高,出現(xiàn)糖尿病.
　　FoxO是Forkhead蛋白家族的一個(gè)亞群,從蠕蟲到人類均有表達(dá).其中,插頭轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子FoxO1(forkhead transcription factors of the O class1)是FoxO亞家族中發(fā)現(xiàn)最早的轉(zhuǎn)錄因子,近年來(lái)Fox

3、O1被廣泛關(guān)注.它在機(jī)體的各類組織和細(xì)胞中都有表達(dá),尤其在胰腺組織的胰島β細(xì)胞中表達(dá)更為廣泛.FoxO1主要通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控和信號(hào)通路調(diào)節(jié)一些下游靶基因,從而調(diào)控糖尿病、腫瘤以及代謝疾病的發(fā)生.PI3K/Akt(PKB)信號(hào)通路能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子FoxO1的磷酸化和乙?；癄顟B(tài),使其穿梭于細(xì)胞核內(nèi)外,并導(dǎo)致其轉(zhuǎn)錄活性的改變,從而影響FoxO1所調(diào)控的下游基因的表達(dá),特別是NF-κB等炎癥信號(hào)通路中的炎癥因子IL-1β、TNF-α的表達(dá).因此

4、,FoxO1蛋白在胰島素信號(hào)通路控制糖類代謝基因表達(dá)的機(jī)制中起重要作用.
　　為了研究FoxO1在T1DM中的作用機(jī)制,本實(shí)驗(yàn)采用多次小劑量 STZ(Multiple low dose-STZ,MLD-STZ)注射昆明白雄性小鼠的方法成功建立了T1DM小鼠模型,分別對(duì)注射第0、7、14、21和28天誘導(dǎo)成功的小鼠測(cè)量血糖水平,然后提取胰腺組織并在mRNA和蛋白水平檢測(cè)FoxO1和炎癥因子IL-1β及TNF-α的表達(dá)趨勢(shì),同時(shí)利用免

5、疫熒光組織化學(xué)的方法檢測(cè)蛋白FoxO1的表達(dá)情況.結(jié)果顯示:MLD-STZ注射后,小鼠平均血糖水平從第0天到第28天呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì),到第28天平均血糖水平已達(dá)到33.3±3.4mmol/l,而胰島素水平則從第0天到第14天逐漸上升,21天后呈下降趨勢(shì),即在第14天出現(xiàn)胰島素分泌水平最高峰,而FoxO1、IL-1β以及TNF-α的表達(dá)趨勢(shì)則與胰島素分泌水平趨勢(shì)大致相同.經(jīng)分析是由于FoxO1在氧化應(yīng)激的作用下發(fā)生去非磷酸化和乙酰化作用并

6、定位細(xì)胞核中,然后FoxO1通過(guò)與Sirt-1結(jié)合發(fā)生去乙酰化作用,其轉(zhuǎn)錄活性上調(diào),進(jìn)而它會(huì)上調(diào)NeuroD和MafA兩種蛋白的表達(dá),這兩種蛋白又是胰島素基因的上游分子,它們直接作用于胰島素基因,能顯著地上調(diào)INS編碼基因Ins2的表達(dá),在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了胰島素的大量分泌.而后,這種去乙?；饔煤芸焓笷oxO1進(jìn)行泛素化降解,降解后的FoxO1則無(wú)法發(fā)揮轉(zhuǎn)錄活性,這時(shí)NeuroD和MafA兩種蛋白下調(diào),繼而Ins2的表達(dá)呈下調(diào)趨勢(shì),導(dǎo)致胰