FFAR1在吡格列酮拮抗棕榈酸诱导的β细胞脂毒性凋亡和氧化应激的作用

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背景:阻断β细胞脂毒性损害始终是防治糖尿病的核心,但迄今缺乏靶向干预药物。我们前期研究发现下调游离脂肪酸受体1(FFAR1)表达将削弱PPARγ激动剂吡格列酮(PIO)拮抗脂毒性β细胞胰岛素分泌受损的作用,推测FFAR1可能参与PIO的抗脂毒性机制。为此,本研究将进一步论证FFAR1是否具有介导PIO保护β细胞脂毒性损坏的作用,并对可能的机制进行探讨,以深入理解这一靶点的价值及其在糖尿病治疗中的潜在作用。目的:(1)观察FFAR1是否参与PIO拮抗β细胞脂毒性凋亡的作用;(2)探讨FFAR1介导PIO拮抗β细胞脂毒性凋亡与氧化应激的关系;(3)研究FFAR1发挥介导效应是否通过PLCγ-ERK1/2-PPARγ信号通路。方法:(1)以对葡萄糖敏感的小鼠胰岛β细胞系(βTC6)作为研究对象,应用RNAi慢病毒载体(siRNA)或FFAR1过表达慢病毒载体(FFAR1+)转染βTC6细胞以调控FFAR1基因表达;1.0mmol/L棕榈酸(PA)干预β细胞24小时,建立脂毒性β细胞模型,不同浓度PIO干预β细胞不同时间段;以观察FFAR1对PIO拮抗β细胞脂毒性凋亡的影响。(2)PIO干预无转染或转染慢病毒(siRNA或FFAR1+)的脂毒性β细胞;同时设置H2O2诱导的β细胞损害作为氧化应激的阳性对照;分析FFAR1介导PIO保护作用与氧化应激的关系。(3)调控FFAR1的表达或运用阻滞剂抑制信号蛋白活性,并以FFAR1的特异激动剂TAK-875干预脂毒性β细胞作为对照,观察FFAR1发挥效应与PLCγ-ERK1/2-PPARγ信号级联的关系。(4)技术手段:流式细胞术和TUNEL检测β细胞的凋亡;RT-PCR检测FFAR1基因的表达;Western blot检测FFAR1,氧化应激相关蛋白(NAPDH氧化酶亚基p47phox,bcl-2,Bax,cleaved caspase3)和信号因子(PLCγ,ERK1/2,PPARγ)的表达;DCFH-DA探针检测细胞内活性氧含量,ELISA检测细胞内IP3水平。结果:(1) PIO可呈浓度和时间依赖性改善脂毒性导致的β细胞凋亡和FFAR1表达抑制;沉默FFAR1表达可减弱PIO改善脂毒性导致的β细胞凋亡,而诱导FFAR1表达,则可增强PIO抗β细胞凋亡的作用;FFAR1表达水平与β细胞凋亡呈负相关。(2)沉默FFAR1表达可减弱PIO对脂毒性诱导的NAPDH氧化酶亚基p47phox,Bax,cleaved caspase3表达和ROS产生的抑制以及对bcl-2表达的上调作用;而诱导FFA1R高表达则可增强PIO上述拮抗氧化应激的作用。同样,这种效应也发生在H2O2诱导的氧化应激上。(3)PIO或TAK-875均可上调脂毒性导致的PLCγ,ERK1/2,PPARγ表达抑制和细胞内IP3水平的下降;而沉默FFAR1表达可削弱PIO上调上述蛋白表达的作用;诱导FFAR1过表达则反之;应用PLCγ,ERK1/2或PPARγ抑制剂可抑制PIO拮抗氧化应激和保护β细胞脂毒性凋亡的作用。结论:FFAR1可通过拮抗氧化应激而介导PIO改善β细胞脂毒性凋亡的作用,这一介导作用与PLCγ-ERK1/2-PPARγ信号通路活化有关。
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