脂肪因子WISP1对妊娠期糖尿病胰岛素信号通路的作用机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bhf10116
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目的:妊娠期糖尿病(GDM)是指妊娠期间发生的糖代谢异常,但血糖水平尚未达到显性糖尿病的诊断标准。妊娠期间高血糖可以导致围产期母婴不良临床结局增加。GDM的发病机制包括胰岛素抵抗和胰岛素分泌相对不足。肥胖是GDM发生发展的一个重要的危险因素,慢性炎症反应在由母体肥胖导致的代谢紊乱发病过程中所起的作用越来越受到人们的重视。脂肪组织可以合成和分泌多种生物活性分子,这些分子统称为脂肪因子或脂肪细胞因子,对内分泌系统发挥调节作用。脂肪组织功能障碍可以导致机体慢性炎症反应和胰岛素抵抗的发生。Wnt诱导的分泌型蛋白1(WISP1)又被称为CCN4,是CCN家族的细胞外基质相关蛋白的成员,是经典Wnt信号通路活化后的下游靶基因之一,是最近鉴定的一个新的脂肪因子。在糖耐量异常的患者WISP1与机体的胰岛素抵抗和慢性炎症状态密切相关。本课题旨在研究WISP1在GDM妇女血清中的浓度及其在腹部皮下脂肪组织(SAT)和胎盘中的表达情况,分析其与妊娠期糖尿病患者肥胖、胰岛素抵抗以及慢性炎症之间的关系。此外,我们通过研究WISP1对脂多糖(LPS)诱导的3T3-L1脂肪细胞损伤的影响及其潜在的机制,进一步探讨WISP1在GDM发病过程中所起的作用。研究方法:第1部分:研究人群1:根据妊娠24-28周OGTT检测结果将受试者分为GDM组和正常糖耐量(NGT,对照)组。共采集140份血清样本,样本来自到中国医科大学附属盛京医院门诊定期随访的25周至30周的中国籍孕妇。测定其空腹血糖、空腹血清胰岛素、甲状腺功能、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)以及丙氨酸转氨酶(ALT)水平。计算稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清样本WISP1和白介素-6(IL-6)的浓度;研究人群2:收集行剖腹产手术孕妇共52例,分为GDM组和Control组,择期手术时留取腹部SAT和胎盘组织样本,分别用q RT-PCR和Western blot方法检测皮下脂肪和胎盘组织WISP1的m RNA和蛋白的表达水平,免疫组化方法检测WISP1蛋白在组织中的定位。第2部分:制备WISP1过表达的慢病毒载体和WISP1 sh RNA干扰的慢病毒载体,分别对3T3-L1前脂肪细胞进行转染。用葡萄糖消耗实验观察脂肪细胞对葡萄糖的代谢情况,MTT法观察WISP1对脂肪细胞的增殖的影响。为研究WISP1在脂多糖(LPS)诱导的3T3-L1脂肪细胞导致的慢性炎症过程中所起的作用,我们用慢病毒瞬时转染处于对数生长期的3T3-L1脂肪细胞。转染成功后我们用浓度为10μg/m L的LPS处理各组脂肪细胞,分组情况如下:Control组、LPS组、GFP+LPS组、WISP1OE+LPS组、sh NC+LPS组和sh WISP1+LPS组。分别用凋亡检测试剂盒和western blot方法检测脂肪细胞的凋亡和测定凋亡相关蛋白,分别用ELISA和q RT-PCR方法测定炎症因子IL-6和TNF-α的浓度以及m RNA的表达,分别用q RT-PCR和Western blot方法检测PI3K/Akt信号通路关键因子的表达。结果:1、与对照组比较,GDM患者血清WISP1水平明显升高(P<0.01)。WISP1与体重指数(BMI)、空腹血糖、空腹胰岛素、HOMA-IR和血清白介素-6(IL-6)呈显著正相关。BMI、空腹血糖和HOMA-IR可以作为正向预测血清WISP1的关键因素。GDM组患者在胎盘组织和脂肪组织WISP1 m RNA和蛋白表达水平显著高于对照组(P<0.01)。免疫组化提示WISP1蛋白在GDM组和对照组的胎盘组织以及腹部皮下脂肪组织中均有定位。2、与GFP组相比WISP1OE组3T3-L1脂肪细胞WISP1蛋白和m RNA的表达均显著升高(P<0.05)。MTT结果显示,与GFP组相比,WISP1OE组OD值增加。LPS组cleaved-caspase-3和bax表达上调(与对照组比较,P<0.05),同时LPS组bcl-2水平(与对照组相比,P<0.05)下调,流式细胞术进一步证实LPS可以促进脂肪细胞凋亡。WISP1过表达可减少脂肪细胞凋亡,逆转LPS诱导的bcl-2、bax和cleavedcaspase-3的上述变化。WISP1基因敲除则与WISP1过表达的结果相反。WISP1过表达可以促进炎症因子IL-6和TNF-α的释放,LPS组和WISP1OE+LPS组IL-6和TNF-α水平高于对照组(LPS组vs对照组)和GFP+LPS组(WISP1OE+LPS组vs GFP+LPS组)(P<005)。而WISP1基因沉默可以导致IL-6和TNF-α表达水平降低,且sh WISP1组IL-6和TNF-α水平低于sh NC+LPS组(P<0.05)。磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)和蛋白激酶B(Akt)磷酸化水平在LPS组、WISP1OE+LPS组和sh NC+LPS组分别较对照组、GFP+LPS组和sh WISP1+LPS组升高(P<0.05)。而与对照组、GFP+LPS组和sh WISP1+LPS组相比,LPS组、WISP1OE+LPS组和sh NC+LPS组叉头框蛋白O3a(Fox O3a)核转位的蛋白表达降低(P<0.05)。相反,WISP1基因沉默可以抑制Akt的磷酸化并促进Fox O3a的核转位。应用Akt抑制剂LY294002后则可以逆转WISP1对脂肪细胞的保护作用。结论:1、本研究结果表明,GDM孕妇WISP1在血清、腹部SAT及胎盘组织表达均升高,提示WISP1可能参与了GDM的病理生理改变。2、在LPS诱导的脂肪细胞慢性炎症状态下,WISP1可通过调节PI3K/Akt信号通路减轻LPS诱导的3T3-L1脂肪细胞的损伤。我们的发现表明WISP1在GDM发病机制中可能发挥重要作用。
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