目的 肥胖引起的肝脏胰岛素抵抗是2型糖尿病发生的主要原因之一。肝脏中过多的脂质堆积及其诱发的氧化应激是导致肝脏胰岛素抵抗的重要原因。因此,降低肝脏脂质堆积及其介导的氧化应激是改善肝脏胰岛素抵抗,维持体内血糖稳态的有效方法。近来研究发现,γ-氨基丁酸(GABA)可以减轻高脂喂养小鼠的肝脏胰岛素抵抗及其血糖代谢紊乱,但其分子生物学机制尚未阐明。Sirt1是依赖NAD+的蛋白质去乙酰化酶,它可以调节肝脏脂质代谢以及氧化应激水平。我们前期研究发现GABA通过上调胰岛β细胞内Sirt1的表达减轻其凋亡。我们推测GABA可以通过调节肝细胞Sirt1信号通路增强肝脏脂质的β氧化,减少肝脏脂质堆积及氧化应激,从而改善其胰岛素敏感性。
方法 人肝癌细胞株HepG2用250 μM的棕榈酸处理24小时来诱导胰岛素抵抗,0.25%的BSA作为对照,200 uM的GABA处理细胞,收样前用100 nM的胰岛素刺激细胞30分钟,western检测sirt1以及胰岛素信号通路的Akt,GSK-3β以及FoxO1磷酸化水平;油红染色检测细胞内甘油三酯含量,DCFH-DA检测胞内活性氧水平;通过QPCR方法检测抗氧化相关基因以及脂肪酸β氧化基因的表达 。
结果 Western结果显示,在正常状态或胰岛素抵抗状态下,GABA均能上调HepG2细胞中Sirt1及其下游分子AMPK的表达,并提高胰岛素信号通路关键蛋白的磷酸化水平;油红染色结果显示,GABA减轻了棕榈酸诱导的HepG2细胞中的脂质积累;DCFH-DA结果显示,GABA降低了棕榈酸诱导的细胞内活性氧的产生;QPCR结果显示,GABA能够显著上调HepG2细胞中抗氧化基因以及脂肪酸β氧化基因的表达。
结论 我们的研究结果显示,GABA通过上调Sirt1和AMPK的表达促进HepG2细胞内脂肪酸β氧化,降低脂质堆积和氧化应激水平,从而改善其胰岛素敏感性。