AMPK在妊娠期糖尿病中影响滋养细胞葡萄糖转运的机制研究

摘要

背景： 妊娠期糖尿病(GDM);作为妊娠期最常见的并发症之一;发病率逐年呈上升趋势。GDM的特征是妊娠期间胰岛素相对抵抗所导致的葡萄糖不耐受。而腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）;广泛表达于全身与代谢相关的组织中;在调节能量代谢方面起着非常重要的作用。AMPK证明对糖尿病的胰岛素抵抗和血糖水平有改善作用;但其对GDM胎盘代谢和功能反应尚未阐明。因此;本课题通过人、细胞和GDM动物模型探讨 GDM 所致宫内高血糖环境对葡萄糖代谢的影响及可能存在的机制。 方法： 收集重庆医科大学附属第一医院剖宫产分娩 GDM 和正常产妇的胎盘组织。细胞则以人绒毛外滋养细胞（HTR8/SVneo）体外培养;分为正常对照（N）组、渗透对照（Osmotic control）组和高糖（High glucose）组;2-NBDG 用于评估各组间的葡萄糖摄取功能。转基因 db/+雌鼠妊娠至18.5 d处死后;取其胎盘组织;对其进行基因型鉴定后;选取+/+型子代胎盘为GDM组;C57雌鼠胎盘组织为Wild type组。最后;把12周龄C57雌鼠随机分为3组;正常组（Normal）、高脂（HFD）组和高脂加二甲双胍（HFD+MET）组。孕期雌鼠维持当前饮食。HFD+MET组雌鼠于妊娠11.5-18.5天予以二甲双胍灌胃(600mg/Kg.d)。Western blot分别检测 AMPK-ACC 信号通路;AKT-mTOR 信号通路;GLUT3 和HIF-1α等相关蛋白表达水平。 结果： GDM组AMPK及其下游ACC的磷酸化水平显著低于正常组（n=6; P<0.05）。此外;GLUT3膜蛋白的表达水平在GDM组也明显低于正常组（n=3; P<0.05）。另外;AKT-mTOR信号通路的磷酸化水平在GDM组胎盘组织中的表达明显低于正常组（n=6; P<0.05）;SIRT1的表达水平也显著低于正常组。细胞经过高糖处理后;AMPK-ACC信号通路的磷酸化水平明显降低（n=3; P<0.05);GLUT3膜蛋白的表达水平同样显著降低（n=4; P<0.05);并且高糖组的葡萄糖摄取能力明显降低（n=3; P<0.05）。此外;细胞经AICAR处理后可显著增强葡萄糖摄取能力（n=3; P<0.05 ）。此外; AKT-mTOR 磷酸化水平在高糖组明显降低(n=3; P<0.05);而SIRT1的表达水平同样显著降低(n=3; P<0.05);细胞凋亡率在高糖组明显高于其他组(n=3; P<0.05)。 在转基因小鼠模型中;GDM组血糖值（n=6; P<0.05）和胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）明显升高（n=6; P<0.05）。GDM组的AMPK-ACC的磷酸化水平明显降低（n=4; P<0.05);GLUT3膜蛋白的表达水平同样显著降低（n=3; P<0.05)。在高脂小鼠模型中;二甲双胍可明显改善HFD组的血糖水平（ n=6; P<0.05)和胰岛素抵抗状态（ HOMA-IR ）（ n=6; P<0.05)。此外;二甲双胍可增强HFD组AMPK-ACC信号通路的磷酸化水平（n=3; P<0.05)和GLUT3膜蛋白表达水平（n=3; P<0.05)。结论： 本研究显示;GDM 宫内高血糖环境可能通过抑制胎盘 AMPK 信号通路;导致葡萄糖转位和摄取能力降低;从而与胎盘的葡萄糖不耐受相关。因此;通过 AMPK 实现对葡萄糖代谢的调节可能为降低 GDM发生率找到新的干预靶点。

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