腺苷酸激活蛋白激酶在脂肪组织中的作用

腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)是细胞和机体能量代谢的主要调节器。组织缺氧、低血糖、禁食和运动可以激活脂肪细胞中的AMPK。AMPK活化后能通过磷酸化下游信号分子,刺激能量生成途径(葡萄糖转运,脂肪酸氧化)关闭能量消耗的途径(脂肪、蛋白质、糖类的生成)。现在已经明确脂肪组织不仅是能量储存的场所,也在能量平衡以及其它很多过程中发挥作用。研究AMPK与脂肪组织的关系,将为AMPK作为防治肥胖的新靶点提供可靠的理论基础和应用依据。

二甲双胍激活AMPK/p53调节尿素循环抑制结肠癌细胞增殖

本研究探讨二甲双胍(metformin,Met)对结肠癌细胞HCT116增殖的抑制作用及可能的机制。不同浓度Met处理体外培养的结肠癌细胞HCT116,CCK-8法检测Met对细胞活力的影响;细胞克隆形成实验检测其对细胞增殖能力的影响;流式细胞术检测细胞周期和凋亡;免疫荧光观察磷酸化腺苷酸激活蛋白激酶(p-AMPK)的表达分布,蛋白免疫印迹法(Western blotting)检测AMPK/p53及尿素循环关键酶的表达水平。结果表明:10~80mmol/L浓度的Met对HCT116细胞有明显的生长抑制作用,并呈浓度和时间依赖性;10~40mmol/L浓度的Met能不同程度诱导细胞发生凋亡,并诱导肿瘤细胞G1期周期阻滞;Met处理组HCT116细胞胞浆及胞核内p-AMPK的表达增加;Met使细胞p-AMPK、p53蛋白表达水平上调,尿素循环酶精氨酸酶1(ARG1)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)蛋白的表达下调。

蠲痹汤含药血清调控线粒体自噬抑制白细胞介素1β诱导的关节软骨细胞损伤

背景:软骨细胞线粒体自噬的缺陷会引起细胞凋亡和基质消失等软骨细胞退行性病变的变化。目的:探讨蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β诱导的大鼠膝关节软骨细胞炎症反应和凋亡的影响及可能作用机制。方法:50只雄性SD大鼠随机给予生理盐水、蠲痹汤低、中、高剂量(1.24,2.48,4.96 g/kg)、塞来昔布(阳性药物),连续灌胃2周后获得含药血清。①分离软骨细胞,将其随机分为对照组、白细胞介素1β组、蠲痹汤低、中、高剂量含药血清组及阳性药物血清组。CCK-8法检测细胞存活率、免疫荧光双染检测线粒体自噬水平、免疫荧光检测磷酸化腺苷酸激活蛋白激酶水平、Western blot检测PTEN诱导激酶1/Parkin通路相关蛋白和裂解的半胱氨酸蛋白酶蛋白3表达、ELISA检测炎症因子水平;②分别采用PTEN诱导激酶1 siRNA和Compound C进行干预,探究AMPK/PTEN诱导激酶1/Parkin通路在蠲痹汤含药血清调控线粒体自噬中的作用。结果与结论:①与对照组比较,白细胞介素1β组软骨细胞存活率、Ⅱ型胶原蛋白表达、磷酸化腺苷酸激活蛋白激酶、PTEN诱导激酶1、Parkin和微管相关蛋白1轻链3蛋白水平以及线粒体自噬水平明显降低(P<0.05),而裂解的半胱氨酸蛋白酶蛋白3蛋白水平、白细胞介素6、白细胞介素8和肿瘤坏死因子α水平显著升高(P<0.05);与白细胞介素1β组比较,蠲痹汤各剂量含药血清组和阳性药物血清组上述各项指标呈现相反的变化(P<0.05);②PTEN诱导激酶1 siRNA可显著抑制蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β处理软骨细胞线粒体自噬的影响,降低蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症与凋亡的保护作用;Compound C逆转了蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β处理软骨细胞中PTEN诱导激酶1/Parkin信号通路的影响。结论:蠲痹汤含药血清通过影响线粒体自噬水平来抑制软骨细胞炎症和凋亡,从而减轻白细胞介素1β诱导的软骨细胞退化,其机制可能与调控AMPK/PTEN诱导激酶1/Parkin通路有关。

低氧预处理及AMPK过表达对过氧化氢抑制牙髓细胞增殖影响的研究

目的:观察低氧预处理以及腺苷酸单磷酸激活蛋白激酶(AMPK)过表达对过氧化氢(H2O2)抑制牙髓细胞增殖的影响。方法:牙髓细胞分别在常氧(950 mL/L O2)和低氧(10 mL/L O2)环境下培养12 h后,用qRT-PCR检测细胞中AMPK mRNA的表达水平;分别取常氧和低氧培养12 h的牙髓细胞与0.1 mmol/L H2O2共培养4 h后,常规条件下继续培养4 d,用MTT法检测细胞的增殖能力;分别用AMPK过表达质粒和特异性小RNA干扰(siRNA)片段转染牙髓细胞,与0.1 mmol/L H2O2共培养4 h,然后常规条件下继续培养4 d,用MTT法检测细胞的增殖能力。结果:低氧预处理能显著上调牙髓细胞中AMPK mRNA的表达水平,并能减轻H2O2对细胞增殖的抑制作用(P<0.05);AMPK过表达细胞经过H2O2处理后,增殖能力明显高于正常细胞+H2O2组和siRNA+H2O2组(P<0.05),而siRNA干扰的细胞经H2O2处理后其增殖能力则较其他各组降低(P<0.05)。结论:低氧预处理和AMPK基因的上调可使牙髓细胞获得对H2O2氧化的抗性,从而减轻H2O2对细胞增殖的抑制作用。

加味当归补血汤对糖尿病肾病大鼠AMPK及PGC-1α的影响及相关作用机制

目的:观察加味当归补血汤(MDBT)对糖尿病肾病(DKD)大鼠单磷酸腺苷激活蛋白激酶(AMPK)及过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)活性的影响,探讨其治疗DKD的可能机制。方法:52只SD雄性大鼠随机分为正常组(CON)8只和造模组44只。后随机将40只成模大鼠分为模型组(MOD)、厄贝沙坦组(IRB)、加味当归补血汤高剂量组(MDBTH)、加味当归补血汤中剂量组(MDBTM)、加味当归补血汤低剂量组(MDBTL),8只/组。药物组灌相应药物,CON组予等体积生理盐水,1次/d,持续20周。检测各组大鼠24 h尿蛋白(24 h-UTP)水平、血清锰超氧化物歧化酶(MnSOD)及丙二醛(MDA)活性;观察大鼠肾组织病理变化;免疫组化法(IHC)及Western blot法检测肾组织磷酸化AMPK(p-AMPK)、PGC-1α蛋白表达。结果:与CON组比较,MOD组24 h-UTP及血清MDA水平显著升高,MnSOD活性显著降低(P<0.01);病理表现为肾小管和肾小囊严重分离,肾小球内基底膜均匀性增厚,球内糖原沉积;肾组织中p-AMPK、PGC-1α蛋白表达水平显著降低(P<0.01)。与MOD组比较,MDBTH与IRB组24 h-UTP及血清MDA水平显著下降,MnSOD活性显著提高(P<0.01);肾组织病理表现明显改善;p-AMPK、PGC-1α在肾组织的表达显著增加(P<0.01)。结论:加味当归补血汤可能通过激活AMPK及PGC-1α的表达改善DKD大鼠氧化应激,降低肾脏病理损害程度,减少蛋白尿,从而有效保护肾脏,缓解DKD进展。

基于AMPK信号通路改善T2DM胰岛素抵抗中药有效成分研究进展

胰岛素抵抗(IR)是2型糖尿病(T2DM)的重要病理生理机制,对IR的治疗成为防治T2DM的关键。IR是指胰岛素刺激下的组织细胞对葡萄糖不敏感或减敏感的状态,导致细胞无法有效地摄取血液中的葡萄糖,从而引起高血糖。腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)是一种能量感应的酶,能够调节多种代谢途径,维持细胞内腺苷三磷酸(ATP)的稳定。近年来中药在T2DM的防治中发挥愈发重要的作用,基于AMPK信号探寻中药干预T2DM进程的研究也逐渐增多。诸多药理研究表明,中药在防治T2DM方面具备安全、高效等优势,AMPK信号通路是中药有效成分、中药提取物发挥改善IR作用的关键通路之一。中药酚类、黄酮类、多糖类、生物碱、皂苷类等有效成分及中药提取物,可以通过激活AMPK信号通路级联反应,从而通过调节糖脂代谢、抑制炎症反应、抗氧化应激和维持线粒体稳态等方式改善IR。基于此,该文章将对近年来中药干预AMPK信号通路改善IR现有的药理和实验研究成果进行综述,以期能为中药干预IR和治疗T2DM的进一步深入研究、开发和应用提供参考。

转录组测序揭示不同生长速度番鸭胸肌组织的基因表达差异

【目的】利用转录组测序技术分析不同生长速度番鸭的基因表达差异,挖掘影响番鸭生长性能的基因与信号通路,为阐明生长性能差异的遗传机制提供理论基础。【方法】选取不同生长速度两尾样番鸭的胸肌组织进行转录组测序,采用无参考基因组的分析手段对测序结果进行分析,获得差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)。利用Blast2 GO软件对DEGs进行功能富集分析,利用KAAS网站进行DEGs的通路富集分析。【结果】转录组测序分析结果显示,快速生长型番鸭与缓慢生长型番鸭相比共有186个显著DEGs,其中49个表达量上调,137个表达量下调。这些DEGs主要富集在磷脂酰肌醇三激酶-丝氨酸/苏氨酸激酶(PI3K-AKT)信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路和腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)信号通路。【结论】PI3K-AKT、MAPK、AMPK这3条信号通路是控制番鸭机体生长发育的重要调节信号通路。

槐杞黄颗粒通过调控AMPK/ACC通路影响IgA血管炎肾炎小鼠Th17细胞的分化

目的:观察槐杞黄颗粒对免疫球蛋白(Ig)A血管炎肾炎(IgAVN)小鼠的干预作用并探讨该方药的疗效机制。方法:SPF级昆明种雄性小鼠50只,随机分为正常组、IgAVN模型组、地塞米松组(2.5 mg·kg^(-1)·d^(-1))、槐杞黄低、高剂量组(4、8 g·kg^(-1)·d^(-1))。采用口服麦胶蛋白结合尾静脉注射印度墨水法建立小鼠模型。判断造模成功后依据分组灌胃给药4周麻醉处死小鼠。检测各组小鼠24 h尿蛋白定量、尿β2-微球蛋白、血清总蛋白、白蛋白、IgA等;流式测定脾脏单细胞悬液辅助性T细胞17(Th17)比例;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测Th17细胞腺苷酸激活蛋白激酶α(AMPKα)、磷酸化腺苷酸激活蛋白激酶α(p-AMPKα)、乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)、磷酸化乙酰辅酶A羧化酶1(p-ACC1)蛋白表达;观察脾脏与肾脏病理变化。结果:与正常组比较,模型组小鼠24 h尿蛋白定量、尿β2-微球蛋白、总胆固醇(P<0.05)、血清白细胞介素-17(IL-17)、IgA及脾单细胞悬液Th17比例、脾组织IL-17表达显著升高(P<0.01);血清总蛋白、白蛋白、Th17细胞p-AMPKα/AMPKα与p-ACC1/ACC1表达显著下降(P<0.01)。与IgAVN模型组比较,第4周各治疗组24 h尿蛋白定量、尿β2-微球蛋白与血清IL-17、IgA水平及肾脏IgA沉积均显著降低(P<0.01),脾脏组织中Th17比例与IL-17表达明显降低(P<0.05,P<0.01);血清白蛋白水平明显上升(P<0.05)。与IgAVN模型组比较,地塞米松组与槐杞黄高剂量组血清总蛋白显著上升(P<0.01)、Th17细胞p-AMPKα/AMPKα与p-ACC1/ACC1表达明显升高(P<0.05,P<0.01);槐杞黄高剂量组总胆固醇水平明显下降(P<0.05)。各治疗组脾脏与肾脏病理变化均有不同程度改善。结论:槐杞黄颗粒可能通过调控AMPK/ACC通路影响Th17细胞分化,纠正免疫炎症紊乱从而发挥治疗IgAVN的效应。

补阳还五汤对舒张性心衰大鼠心肌线粒体能量代谢及AMPK/PPARα信号通路的影响

目的:探讨补阳还五汤基于腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)/过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)信号通路对舒张性心衰(DHF)大鼠心肌线粒体能量代谢的影响及其机制研究。方法:将48只SD大鼠随机分为假手术组与模型组,模型组大鼠运用腹主动脉缩窄法建立DHF大鼠模型。将造模成功的大鼠随机分为模型组,补阳还五汤组(12.72 g·kg^(-1)·d^(-1)),酒石酸美托洛尔组(0.004 5 g·kg^(-1)·d^(-1)),灌胃给予相应药物,假手术组、模型组给予等量的去离子水,各组均每日灌胃1次。药物连续干预8周后,采用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测大鼠外周血中单磷酸腺苷(AMP),二磷酸腺苷(ADP),三磷酸腺苷(ATP)的含量;采用投射电镜检测心肌线粒体超微结构的变化;采用蛋白免疫印迹法(Western blot)检测大鼠心肌组织中AMPK,PPARα,PPARγ辅助激活因子1α(PGC-1α)的蛋白表达量。结果:与假手术组比较,模型组大鼠AMP,ADP含量显著升高,ATP含量显著下降(P<0.05,P<0.01);与模型组比较,补阳还五汤组、酒石酸美托洛尔组大鼠AMP含量明显降低(P<0.01),ADP含量下降(P<0.05),ATP含量升高。与假手术组比较,模型组大鼠线粒体数量减少,形态异常;与模型组比较,补阳还五汤组、酒石酸美托洛尔组大鼠线粒体数量明显增加,形态明显改善。与假手术组比较,各组大鼠AMPK蛋白表达量无统计学差异;与假手术组比较,模型组PPARα,PGC-1α蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。与模型组比较,补阳还五汤组、酒石酸美托洛尔组PPARα,PGC-1α蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。结论:补阳还五汤可能是通过改善线粒体结构和功能,激活AMPK并上调AMPK/PPARα信号通路的表达,从而改善衰竭心脏的能量代谢,延缓心衰进展。

瘦素对体外培养大鼠脂肪细胞ACC、AMPK表达影响

目的观察瘦素对体外培养的大鼠脂肪细胞乙酰辅酶A羧化酶(ACC)及单腺苷酸激活蛋白激酶α1(AMPKα1)mRNA表达的影响。方法取3只Wistar雄性大鼠附睾周围脂肪组织,进行原代脂肪基质细胞分离培养并诱导其成脂分化;采用50 nmol/L大鼠重组瘦素处理分化后的脂肪细胞6 h;逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)测定对照组和瘦素处理组脂肪细胞中ACC、AMPKα1 mRNA表达。结果原代脂肪基质细胞可诱导分化为脂肪细胞,计数分化率约为60%;瘦素处理组大鼠脂肪细胞的ACC mRNA表达水平(0.39±0.29)低于对照组(0.75±0.50),差异有统计学意义(P<0.05);对照组和瘦素处理组AMPKα1 mRNA表达水平分别为(0.67±0.39),(0.51±0.34),差异无统计学意义(P>0.05)。结论大鼠重组瘦素可抑制体外培养脂肪细胞的脂肪酸合成,其机制可能与AMPKαl无关。

薯蓣粥对2型糖尿病模型大鼠糖代谢及胰岛功能的影响

目的探讨薯蓣粥改善2型糖尿病糖代谢和胰岛素抵抗的可能作用机制。方法50只雄性Wistar大鼠随机分为空白组8只和造模组42只。造模组给予高脂高糖饲料喂养6周后结合腹腔注射链脲佐菌素(STZ)建立2型糖尿病大鼠模型。造模成功的32只大鼠随机分为模型组、薯蓣粥组、二甲双胍组、联合用药组,每组8只。薯蓣粥组给予薯蓣粥灌胃,其中山药含量12 g/(kg·d),二甲双胍组给予盐酸二甲双胍片100 mg/(kg·d)灌胃,联合用药组上午给予薯蓣粥,下午给予盐酸二甲双胍片灌胃(剂量同上),空白组、模型组给予10 ml/(kg·d)生理盐水灌胃,持续干预6周。检测干预前及干预第2、4、6周各组大鼠空腹血糖(FBG)水平,干预6周后各组大鼠进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT),计算曲线下面积(AUC)、血清空腹胰岛素(FINS)、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),检测大鼠骨骼肌单磷酸腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT-4)mRNA表达,骨骼肌AMPK、磷酸化单磷酸腺苷酸激活蛋白激酶(p-AMPK)、GLUT-4蛋白水平。结果与模型组比较,薯蓣粥组、二甲双胍组、联合用药组干预2、4、6周AUC、FINS、HOMA-IR及干预第4、6周FBG水平均降低,p-AMPK/AMPK,GLUT-4蛋白及mRNA表达显著增加(P<0.05)。与薯蓣粥组比较,联合用药组AUC、FINS、HOMA-IR降低,GLUT-4蛋白及mRNA、AMPK mRNA表达升高,干预第4周、第6周FBG水平显著降低(P<0.05)。薯蓣粥组大鼠FBG水平从干预第2周开始至第6周逐渐降低(P<0.05);二甲双胍组和联合用药组大鼠FBG水平从干预前至第6周逐渐降低(P<0.05)。在OGTT试验中,模型组的血糖水平未见明显回落,薯蓣粥组、二甲双胍组、联合用药组在0.5 h时血糖出现高峰,1 h时开始明显下降。结论薯蓣粥能够改善2型糖尿病模型大鼠的糖代谢及胰岛素功能,且与二甲双胍联用效果更佳,其作用机制可能与调节骨骼肌的AMPK通路相关。