脂联素通过LKB1激活SD大鼠肝脏AMPK活性

摘要

背景：腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路是调节细胞能量状态的中心环节，其激活后可关闭消耗ATP的合成代谢途径，启动产生ATP的分解代谢途径，被称为“细胞能量调节器”。脂联素是一种由脂肪组织分泌的胶原样蛋白，具有调节脂肪酸和葡萄糖代谢、抗炎、减轻动脉硬化等多种生物学功能。AMPK是脂联素信号通路中的关键信号分子。肿瘤抑制因子LKB1是AMPK的上游激酶，可以磷酸化AMPK α亚单位活化环上的第172位苏氨酸(Thr172)进而激活AMPK。LKB1可与热激蛋白90（heat-shock protein 90，Hsp90）以及Hsp90的特异性亚基Cdc37形成复合物，而LKB1结合到Hsp90和Cdc37是稳定LKB1所必需的。根赤壳菌素是大环抗真菌抗生素，是一类Hsp90抑制剂，能够与Hsp90结合并干预其功能，从而影响LKB1的稳定性。脂联素和LKB1对AMPK活性有重要调节作用。
　　 目的：研究脂联素是否通过LKB1激活SD大鼠肝脏组织AMPK，进而调节体内的能量代谢。
　　 方法：（1）30只6周龄雄性SD大鼠随机分为2组：普通饮食组（NC组）与高脂饮食组（HF组）各15只。NC组给予普通饲料，HF组给予高脂饲料。16周喂养结束后禁食并处死大鼠。分别测定体重(BW)、血清游离脂肪酸(FFA)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TCH)、空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(FINS)等代谢指标。采用ELISA方法测定血清总脂联素。Western blot方法检测肝脏组织中AMPKα、P-AMPKα和P-LKB1蛋白表达，计算AMPK活性（P-AMPKα/AMPKα）。（2）原代培养肝细胞，第四代肝细胞随机分为三组：脂联素组、根赤壳菌素+脂联素组和对照组，前两组分别给予脂联素（10μg/ml）、根赤壳菌素（10μmmol/l）+脂联素（10μg/ml）干预，对照组未进行任何干预。采用免疫荧光方法检测各组肝细胞中AMPKα、P-AMPKα和P-LKB1的含量。实验重复三次。两组和多组之间的差异性比较分别采用t-检验和单因素方差分析(ANOVA)，相关性分析采用Pearson相关检验。
　　 结果：（1）与NC组比较，HF组大鼠BW、FFA、TG、FPG和FINS均增高(P＜0.05)，TCH无明显变化（P>0.05）。（2）HF组血清中总脂联素水平降低(P＜0.05)。(3)与NC组比较，HF组大鼠肝脏组织P-AMPKα减少，AMPK活性下降(P＜0.05)，AMPKα蛋白则无明显变化（P >0.05）。(4)HF组P-LKB1下降（P＜0.05）。（5）血清总脂联素与P-AMPKα、P-LKB1呈正相关性，与大鼠BW、FFA、TG以及FPG呈负相关性。（6）原代肝细胞中，脂联素能增加P-LKB1表达（P＜0.05）。（7）脂联素能激活原代肝细胞中AMPKα，而根赤壳菌素则抑制脂联素激活AMPKα（P＜0.05）。
　　 结论：长期高脂饮食导致血清总脂联素水平下降，引起磷酸化的LKB1表达减少，降低肥胖SD大鼠AMPK的活性。脂联素可能是通过LKB1调节AMPK活性。