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姜黄素是从中药姜黄中提取的食用色素,对多种疾病具有治疗作用,但姜黄素在改善胰岛素抵抗方面的作用及机制仍不甚清楚。脂肪细胞分泌的多种细胞因子和炎症因子与胰岛素抵抗的发生密切相关。本实验将以游离脂肪酸诱导的3T3-L1细胞胰岛素抵抗为模型,通过研究姜黄素对脂肪细胞因子的影响,进而探讨姜黄素对胰岛素抵抗的作用机制。
目的:观察姜黄素对胰岛素抵抗3T3-L1脂肪细胞葡萄糖转运、炎症因子表达及胰岛素敏感性的影响;探讨姜黄素通过相关信号转导通路改善胰岛素抵抗的可能机制。
方法:将细胞分为对照组、模型组和实验组。设正常细胞为对照组;用0.25mmol/L软脂酸诱导24h建立胰岛素抵抗模型;实验组细胞分别用51μmol/L,10μmol/L和20μmol/L姜黄素预处理1h,然后再与0.25mmol/L软脂酸共孵育24h。
(1)采用Western blot方法测定3T3-L1脂肪细胞GLUT4蛋白表达变化。(2)应用实时定量PCR方法检测TNF-a、IL-6、PPARr和抵抗素mRNA表达。(3)ELISA方法检测培养基中TNF-a、IL-6的表达。(4) Western blot方法检测NF-kB和MAPKs信号通路的变化。(5)分别观察SP600125 (JNK抑制剂)、PD98059(ERK抑制剂)和SB203580(p38MAPK抑制剂)对TNF-a表达的影响。用real-time PCR方法检测TNF-a mRNA表达;ELISA方法检测培养基中TNF-a的表达。
结果(1)姜黄素可以增加软脂酸诱导的胰岛素抵抗3T3-L1脂肪细胞GLUT4蛋白的表达。(2)姜黄素抑制软脂酸诱导的3T3-L1脂肪细胞TNF-a和IL-6表达增多,降低抵抗素mRNA水平,增加PPARrmRNA表达,呈剂量依赖效应。(3)姜黄素以剂量依赖方式减弱软脂酸诱导的NF-k3信号通路激活,抑制IKKβ活性和NF-kB p65核转位。(4)姜黄素以剂量依赖方式抑制JNK、ERK、P38MAPK信号通路的活性。(5) JNK抑制剂SP600125可以逆转软脂酸诱导的TNF-a表达增加,而ERK抑制剂和p38MAPK抑制剂无此作用。
结论(1)姜黄素能够抑制软脂酸诱导的3T3-L1脂肪细胞炎症因子TNF-a、IL-6的表达及相关信号通路的激活。(2)姜黄素改善胰岛素抵抗炎症的机制可能与其抑制NF-kB信号通路和JNK信号通路有关。(3)姜黄素可以通过调节软脂酸诱导的3T3-L1脂肪细胞PPARr和抵抗素mRNA的表达改善胰岛素敏感性。