二甲双胍通过AMPK抑制mTORC1并减轻内毒素诱导的急性肺损伤

摘要

目的：
　　急性肺损伤（acute lung injury,ALI）是临床上危及生命的急重症，急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome,ARDS）是其严重形式。ALI发病机制复杂，病死率高，失控性炎症反应是ALI发生发展的关键机制。腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase,AMPK）是细胞内的重要代谢调节酶，但近年来研究表明AMPK可在多种体内外模型中发挥抗炎效应。临床上常用的降糖药二甲双胍（metformin,MET）可通过激活AMPK而发挥降糖及抗炎效应。本研究探讨了MET在ALI中的潜在药理学效应及相关机制。
　　方法：
　　选用雄性BALB/c小鼠，采用脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）腹腔注射（15 mg/kg）模拟全身感染诱发的ALI小鼠模型，MET（400 mg/kg）在LPS注射前30 min经腹腔注入。为探讨MET的药理效应是否与AMPK有关，AMPK抑制剂Compound C（15 mg/kg）在MET注射前30 min经腹腔注入，或采用AMPK激活剂A-769662（30 mg/kg）替代MET在LPS注射前30 min经腹腔注入。为探讨AMPK是否通过激活沉默信息调节因子1（sirtuin1,SIRT1）或抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1（mammalian target of rapamycin complex1,mTORC1）发挥效应，SIRT1抑制剂EX527（10 mg/kg）或mTORC1激活剂3-BDO（100 mg/kg）在A-769662注射前30 min经腹腔注入。上述小鼠均在 LPS注射后18 h断颈处死，收集血浆及肺组织标本，ELISA法检测血浆及肺组织中促炎细胞因子肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）和白细胞介素-6（Interleukin-6,IL-6）的水平，HE染色法观察肺组织形态学异常，免疫印迹法检测肺组织中AMPK的总蛋白及其磷酸化水平、mTORC1下游靶蛋白P70S6K1和4EBP1的总蛋白及其磷酸化水平。
　　结果：
　　（1）MET处理可抑制LPS诱导的ALI模型小鼠血浆和肺组织中促炎细胞因子TNF-α和IL-6的表达，这伴随有模型小鼠肺组织形态学异常的减轻。
　　（2）MET处理也可使AMPK的磷酸化水平升高，而采用AMPK抑制剂Compound C抑制MET对AMPK的激活效应后，MET在模型小鼠中的抗炎及肺组织保护效应被阻断。
　　（3）与此相一致，采用AMPK激活剂A-769662可模拟MET在ALI中的抗炎保护效应，表现为血浆中IL-6的水平明显降低、肺组织学异常显著减轻。
　　（4）AMPK激活剂A-769662对IL-6产生的抑制效应不能被SIRT1抑制剂EX527所阻断，但mTORC1激活剂3-BDO可显著阻断A-769662对IL-6产生的抑制效应及其对肺组织损伤的保护作用。
　　（5）LPS暴露可诱导肺组织中mTORC1下游靶蛋白P70S6K1和4EBP1的磷酸化水平升高，而MET处理可抑制P70S6K1和4EBP1的磷酸化；MET对P70S6K1和4EBP1的抑制效应也可被AMPK抑制剂Compound C阻断。
　　结论：
　　本研究的实验数据提示MET可在LPS诱导的ALI模型中发挥抗炎保护作用，其机制可能与MET激活AMPK从而下调mTORC1活性有关。本研究揭示了 MET通过 AMPK发挥抗炎效应的一个新机制，也提示MET可能在ALI中具有潜在的应用价值。

目录

声明

英汉缩略语名词对照

前言

第一部分：二甲双胍通过AMPK减轻内毒素诱导的急性肺损伤

1. 实验材料

2. 实验方法

3. 实验结果

第二部分：AMPK通过抑制mTORC1减轻内毒素诱导的急性肺损伤

1.实验材料

2. 实验方法

3. 实验结果

讨论

全文总结

参考文献

文献综述:AMPK与脂多糖致急性肺损伤的研究进展

致谢

硕士期间发表的论文