基于噻唑烷二酮结构的新型PPARγ部分激动剂的抗糖尿病作用及机制研究

作     者：明月 

作者单位：重庆医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖晓秋

授予年度：2014年

学科分类：1002[医学-临床医学] 10[医学] 

主      题：PPARγ激动剂 糖尿病 胰岛素抵抗 巨噬细胞 炎症 

摘      要：背景： 糖尿病在我国及世界的发病形势十分严峻，已成为威胁人类健康的第三大疾病。糖尿病患者中90%属于2型糖尿病。临床治疗2型糖尿病的药物种类很多，其中，噻唑烷二酮类（Thiazolidinediones, TZDs）是一类人工合成的过氧化物酶增殖物激活受体γ（Peroxisomeproliferator-activated receptor γ，PPARγ）激动剂，它能改善外周胰岛素敏感性并长期有效控制血糖。然而，经典TZDs药物引起体重增加、体液潴留、骨折及心衰等副反应，严重地限制了其临床使用。研究表明TZDs发挥胰岛素增敏作用并不需要完全激动PPARγ，相反，对PPARγ激动能力较弱的PPARγ部分激动剂在保留胰岛素增敏，发挥治疗作用的同时，具有更好的安全性，显示出良好的应用前景。 课题组成员在前期实验中合成了一系列TZDs衍生物，成功建立PPARγ激动剂筛选模型，筛选出具有PPARγ部分激动效应的化合物：CMHX003和CMHX008。前期实验结果发现CMHX003和CMHX008可有效激动PPARγ，但激动能力弱于罗格列酮;CMHX008促进3T3-L1前脂肪细胞分化，增加脂肪细胞脂质沉积，并且这一作用可被PPARγ特异性阻断剂GW9662所抑制;此外，CMHX008还可增强脂联素和葡萄糖转运体4（Glucose transporter4，Glut4）mRNA表达，增加脂联素分泌，同时对aP2增强表达的作用明显弱于罗格列酮。因此，本研究旨在1）在细胞水平验证CMHX003对PPARγ的部分激动效应;2）观察CMHX008对肥胖小鼠是否具有胰岛素增敏作用，并探讨其机制。 方法：采用经典鸡尾酒诱导法诱导3T3-L1前脂肪细胞分化，诱导过程中加入不同浓度的CMHX003和罗格列酮处理，诱导分化第7天，用油红O染色观察细胞分化情况，Real-time PCR检测细胞脂联素和aP2基因mRNA水平;ELISA法测定细胞培养上清液中脂联素的分泌水平。C57BL/6雄性小鼠用高脂饲料和正常饲料喂养16周，将高脂喂养的小鼠随机分为4组：溶剂对照组、罗格列酮(3mg/kg/day)组和CMHX008(3mg/kg/day和10mg/kg/day)组，每组7～8只，采用灌胃的方法给予溶剂或药物5周。记录小鼠体重变化，给药4周后施行葡萄糖耐量试验。实验结束时，生化分析检测血清脂质水平，ELISA检测血清脂联素浓度;液态芯片检测血清胰岛素及相关炎性因子浓度;H&E和油红O染色法观察肝脏脂质沉积和脂肪细胞形态;Real-time PCR分析肝脏和脂肪组织炎性基因mRNA水平。 结果：CMHX003能促进3T3-L1前脂肪细胞分化，但其作用弱于罗格列酮;CMHX003增强脂联素基因表达及增加脂联素分泌水平的作用和罗格列酮相似，且较少增强aP2基因的表达。 CMHX008和罗格列酮均能显著改善高脂饮食诱导肥胖小鼠的葡萄糖耐量受损。与高脂溶剂对照组相比，CMHX008能显著降低脂肪组织重量、脂肪细胞的面积，降低血清低密度脂蛋白（LDL）、谷草转氨酶（AST）浓度，降低血清肿瘤坏死因子（TNF-α）和白介素6（IL-6）浓度。和罗格列酮组相比，CMHX008无明显增加肝脏重量，并显著减少肝脏脂质沉积。CMHX008降低脂肪组织中的M1型巨噬细胞标志基因CD11c的水平，增加M2型标志基因CD206水平，降低TNF-α、IL-6的mRNA水平，降低肝脏中TNF-α的mRNA表达。 结论：新型PPARγ部分激动剂CMHX008的在体胰岛素增敏作用与罗格列酮相当;其效应与改善脂肪组织巨噬细胞的极化，改善高脂饮食诱发的炎症反应有关;与罗格列酮相比，CMHX008无明显增加体重、增加肝脂质沉积的不良反应，提示CMHX008有望发展成为安全有效的新型胰岛素增敏剂。