1、前期研究發(fā)現(xiàn),糖脂代謝關(guān)鍵酶甘油激酶GK與核孤兒受體NR4A1存在蛋白質(zhì)相互作用,并通過(guò)相互作用抑制NR4A1的轉(zhuǎn)錄活性以及糖脂代謝相關(guān)靶基因的激活,提示GK/NR4A1相互作用參與肝臟糖脂代謝調(diào)控。本課題應(yīng)用小鼠活體轉(zhuǎn)染和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,進(jìn)一步研究GK-NR4A1相互作用對(duì)小鼠肝臟糖脂代謝的影響以及相關(guān)的調(diào)控機(jī)制。
　　我們首先應(yīng)用NR4A1基因敲除鼠研究了NR4A1對(duì)糖脂代謝的影響。在對(duì)NR4A1基因敲除鼠進(jìn)行饑餓或高脂高糖飼養(yǎng)后

2、,進(jìn)行葡萄糖耐受、丙酮酸耐受、胰島素耐受實(shí)驗(yàn),并檢測(cè)血糖和血脂水平,應(yīng)用ELISA方法測(cè)定血清胰島素及胰高血糖素,進(jìn)行肝組織切片糖原PAS染色。結(jié)果顯示在饑餓18小時(shí)后,NR4A1敲除鼠與對(duì)照鼠相比,糖異生能力減弱,脂肪分解加快,體重下降快,糖原儲(chǔ)備少(P<0.05),胰島素下降,胰高血糖素上升。而在高脂高糖飼養(yǎng)16周后,NR4A1敲除鼠表現(xiàn)為體態(tài)肥胖,與對(duì)照組小鼠相比,體重增加、血糖增加、血脂增加、脂肪肝明顯,且具有更明顯的胰島素抵抗

3、傾向,NR4A1敲除鼠糖代謝基因代謝Eno3、G6pase的基因表達(dá)分別降低62％和56%;而脂肪代謝基因Srebp-1c、Fas等基因的表達(dá)則分別升高79%和40%。結(jié)果表明,在小鼠體內(nèi)NR4A1缺失后,無(wú)論在饑餓狀態(tài)還是經(jīng)過(guò)高脂高糖飼養(yǎng),肝臟糖脂代謝均發(fā)生紊亂,提示NR4A1參與肝臟代謝穩(wěn)態(tài)調(diào)控。
　　隨后,我們應(yīng)用NR4A1基因敲除鼠和內(nèi)源性NR4A1高表達(dá)的糖尿病模型(包括STZI型糖尿病鼠和db/dbII型糖尿病鼠,結(jié)合

4、體內(nèi)轉(zhuǎn)染載體過(guò)表達(dá)技術(shù),研究了GK-NR4A1相互作用對(duì)小鼠肝臟糖脂代謝基因表達(dá)、肝糖異生能力、肝糖原儲(chǔ)備、血糖血脂及胰島素水平的影響。結(jié)果顯示,①在NR4A1過(guò)表達(dá)鼠、STZI型糖尿病鼠及db/dbII型糖尿病鼠中,NR4A1表達(dá)均升高,同時(shí)糖代謝相關(guān)基因如ENO3的表達(dá)分別上升32%、25%和25%;在此基礎(chǔ)上過(guò)表達(dá)GK則下調(diào)ENO3基因的表達(dá);②另一方面,在NR4A1野生鼠過(guò)表達(dá)GK下調(diào)糖代謝基因表達(dá),在NR4A1敲除鼠中過(guò)表達(dá)G

5、K則上調(diào)糖代謝基因表達(dá),在敲除鼠中過(guò)表達(dá)無(wú)激酶活性GK突變體后,糖代謝基因表達(dá)則回落至對(duì)照組水平,提示在肝臟中GK通過(guò)激酶活性促進(jìn)而通過(guò)與NR4A1相互作用抑制糖代謝基因的表達(dá);③與糖代謝基因的變化相反,脂代謝基因在NR4A1高表達(dá)時(shí)表達(dá)下調(diào),轉(zhuǎn)染GK后則表達(dá)上調(diào);在野生鼠中過(guò)表達(dá)GK上調(diào)脂代謝基因表達(dá),在NR4A1敲除鼠中GK則下調(diào)脂代謝基因表達(dá),而過(guò)表達(dá)無(wú)酶活性GK突變體使部分脂代謝基因表達(dá)回升至對(duì)照水平,但另外一些基因表達(dá)卻沒(méi)有明

6、顯回升,提示GK還可能通過(guò)其它方式參與代謝調(diào)節(jié)。
　　與基因表達(dá)類(lèi)似,NR4A1野生鼠過(guò)表達(dá)GK還導(dǎo)致血糖下降、血脂上升,糖原分解加快,胰島素的變化趨勢(shì)與血糖變化相似;而在NR4A1敲除鼠中則無(wú)明顯變化趨勢(shì),這一結(jié)果進(jìn)一步表明NR4A1參與GK對(duì)肝臟糖脂代謝的調(diào)控。
　　上述研究揭示了在肝臟中GK不僅通過(guò)激酶活性直接參與糖脂代謝的調(diào)節(jié),GK還通過(guò)與NR4A1相互作用間接參與糖脂代謝的調(diào)節(jié),抑制NR4A1對(duì)糖脂代謝的調(diào)控,增強(qiáng)