线粒体是真核细胞氧化磷酸化和生成ATP的主要场所，除了掌控细胞的能量状态以外，线粒体还是细胞自由基产生的主要来源，参与维持细胞钙离子稳态，以及启动细胞凋亡，与真核生物维持正常的生理功能息息相关。本论文主要研究两种和线粒体相关的分子靶点:解偶联蛋白2(uncoupling protein2，UCP2)和过氧化物酶体增殖子活化γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator activatedreceptorγcoactivator-1α，PGC-1α)。论文的第一部分研究了中药知母的活性成分对UCP2表达的调节作用及其在治疗2型糖尿病中的应用，第二部分探讨了血清中两种自由脂肪酸——棕榈酸(palmitic acid，PA)-油酸(oleie acid，OA)比值在预测和诊断冠心病中的应用，而体外实验表明它们的作用机制是通过调节PGC-1α表达来实现的。　　UCP2位于线粒体内膜上，是线粒体阴离子载体蛋白超家族成员之一，它的主要生物学功能是介导质子渗漏，解偶联氧化磷酸化，减少ATP的生成并将能量转化为热的形式。大量实验证据表明UCP2是葡萄糖刺激的胰岛素分泌的负调节因子，胰岛β细胞UCP2表达上调会导致β细胞功能障碍以及2型糖尿病的发生，而在病理条件下下调β细胞UCP2表达水平可以改善β细胞功能障碍并治疗2型糖尿病。在第一个课题中，900 mg/kg知母水提物灌胃正常小鼠2次后定量PCR检测小鼠肾脏组织UCP2 mRNA水平发现UCP2表达下降了约30％，而知母在中医中常用于治疗消渴症（2型糖尿病），这提示我们知母的抗糖尿病活性可能与下调UCP2表达有关。其后，我们以UCP2表达为靶点，根据活性成分追踪法鉴定出知母水提物的活性成分为芒果苷(mangiferin，MF)-100 mg/kg MF即可下调正常小鼠肾脏组织UCP2表达水平约40％。与此同时，糖耐量试验（glucose tolerance test，GTT）和胰岛素耐量试验(insulin tolerance test，ITT)结果表明MF可以显著改善正常小鼠糖耐量而对胰岛素耐量无作用，提示MF可以增强葡萄糖刺激的胰岛素分泌，改善胰岛β细胞功能，这个结果与其下调UCP2表达的作用是一致的。在体外实验中，终浓度为100μM和200μM的MF孵育293A细胞24h后，定量PCR结果表明UCP2表达水平无明显变化，这可能是由于在体内MF代谢成了其他物质而发挥作用。因此，我们选择芒果苷元(norathyriol，NL)-MF的体内主要代谢产物重复体外实验，定量PCR结果表明终浓度20μM的NL即可显著下调293A细胞的UCP2表达水平，而终浓度40μM的NL孵育原代培养的胰岛细胞可以显著下调胰岛细胞UCP2表达水平。体内实验中，40 mg/kg NL能显著下调正常小鼠肾脏组织和胰岛细胞UCP2表达水平，可以显著改善正常小鼠糖耐量而对胰岛素耐量无作用，且不能改善UCP2-KO小鼠糖耐量，这些结果提示我们NL改善β细胞功能的作用是UCP2依赖的。综上，MF是知母抗糖尿病的活性成分之一，其体内抗糖尿病活性来源于其代谢成NL发挥作用;NL可以提高葡萄糖刺激的胰岛素分泌，可能是通过增强第一相胰岛素分泌来实现的，并且这个作用是依赖于UCP2的。据我们所知，目前尚没有关于可下调UCP2表达水平的天然小分子化合物或者NL治疗2型糖尿病活性的报道，这项研究为进一步研究UCP2的信号通路和知母抗糖尿病活性的分子机制提供了一个全新的小分子化合物。　　PGC-1α是转录共激活因子家族成员之一，它在细胞能量代谢中发挥着重要的调节作用。PGC-1α最主要的生物学功能是刺激线粒体的生物合成以及增强线粒体的代谢能力，它能与多种转录因子发生不同的相互作用，在适应性产热、线粒体增殖、葡萄糖/脂肪酸代谢，肌纤维类型分化以及心脏发育等过程中扮演了重要角色。冠心病(coronary aretery disease，CAD)的主要病因是冠状动脉粥样硬化，动脉粥样硬化的病理过程包括一系列的复杂事件，其中血管中层血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)的增殖与迁移起了极其重要的作用。许多基因参与了VSMCs的增殖和迁移过程，PGC-1α就是其中之一。我们实验室的前期研究发现在体外实验中OA可以通过抑制PGC-1α的表达来引起VSMCs的增殖与迁移，而PA可以刺激PGC-1α的表达，从而削弱OA的作用，并有助于缓解动脉粥样硬化进程。因此，进一步研究在体内情况下，血清中PA和OA对VSMC的作用及其与CAD之间的关系有着重要的意义。第二个课题着重研究血清中PA-OA比值是否可以作为诊断和预测CAD的独立风险因子。我们设计了一项病例对照实验（108名病例/129名对照），通过Spearman相关系数分析发现PA-OA比值和其他脂类因素之间相互作用较弱，可以作为CAD的独立风险因子。在一元logistic回归分析中，PA-OA比值和其他脂类因素在评估CAD风险中同样重要，而将冠心病病人分为致命性冠心病(fatal CAD)和非致命性冠心病(nonfatal CAD)组后，我们进一步发现PA-OA比值和fatal CAD呈正相关(OR:60.4;95％ CI:11.5-316.9;P＜0.001)，而和nonfatal CAD呈负相关(OR:0.11;95％CI:0.02-0.53; P＜0.01)，且这个结果趋势不受性别影响;之后，我们通过多元logistic回归分析（向前逐步选择法）发现PA-OA比值在fatal CAD组和nonfatal CAD组均第一步就进入回归模型，到最后一步仍能保持有显著差异，这些结果进一步表明PA-OA比值在评估CAD，特别是fatalCAD和nonfatalCAD风险时优于其他脂类因子。最后，我们使用ROC分析评价PA-OA比值对CAD发病的诊断性能，发现在fatal CAD组，其表现和TG、Apo B-HDLC比值相似;而在nonfatal CAD组，其表现和HDLC相似。综上，这些结果表明了PA-OA比值在诊断CAD时可以替代其他传统脂类指标，并且可以在区分fatal CAD和nonfatal CAD，这是任何一种传统脂类标准无法完成的。据我们所知，目前尚未有任何关于特定的自由脂肪酸比例和CAD风险之间关系的报道，这项实验间接支持了我们实验室的前期实验结果，并为进一步了解和开拓PGC-1α在CAD发病中的作用和分子机制垫下了基石。