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本文主要从以下几个部分展开论述: 第一部分 糖代谢是人体最为重要的代谢之一，为机体的各项生理活动提供能量及相关物质。在饥饿情况下，人体会将存储的糖原分解，来满足全身能量需要。此时若仍无外源性的糖类物质摄入，肝脏和肾脏会通过糖异生作用，将非糖物质，尤其是脂质氧化的产物甘油、丙酮酸等转化为葡萄糖。糖异生是维持血糖稳态的重要调节途径之一。在病理情况下，机体糖异生可能发生紊乱。早在上个世纪90年代，研究人员就已证实糖尿病与糖异生异常有密切关系。 Metrnl(Meteorin-like protein)是课题组首先发现的新脂肪因子，并于2014年首次报道。发现Metrnl在脂肪组织内高表达、可分泌，禁食和高脂饮食可调控Metrnl在脂肪组织内的表达。之后他人研究报道，Metrnl作为一种新的肌肉分泌的激素，可以促进脂肪组织中嗜酸性粒细胞分泌抗炎因子，最终导致白色脂肪棕色化。2015年，研究报道脂肪Metrnl可以通过影响PPARγ活力来调控脂肪组织的胰岛素敏感性。 Metrnl新蛋白的研究刚起步，功能研究有待展开，本项目前期对Metrnl与糖代谢的关系进行了探索。结果显示;在禁食后血液中Metrnl浓度明显上升，肝脏中Metrnl基因表达也上调。此结果提示Metrnl可能参与能量缺乏下的代谢，因此设计了本课题探索Metrnl在肝脏糖异生中的作用及其作用机制。 利用loxP-cre系统，将Metrnlflox/flox小鼠与携带白蛋白启动子-cre基因的工具鼠(Alb-cre小鼠)杂交，制备肝脏特异性敲除Mternl小鼠（Metrnlflox/flox;Alb-cre小鼠）。同代出生的Metrnlflox/flox小鼠作为对照。对其进行了一系列生理指标进行检测。 发现在肝脏特异性敲除Metrnl后，小鼠的形态、体重、肝重基本没有变化，在正常饮食情况下代谢情况基本无变化。检测了两组小鼠在禁食16小时后肝脏脂质含量，ATP、NAD含量，cAMP/ATP、NAD/NADH数值，结果显示肝脏特异性敲除Metrnl，禁食16小时后肝脏脂质含量降低，ATP和NAD减少，cAMP/ATP数值增大，NAD/NADH数值减小。检测了两组小鼠在禁食16小时后肝脏中糖原的含量，结果显示肝脏特异性敲除Metrnl后，糖原的含量明显降低。检测了两组小鼠在禁食16小时后血液与肝脏中乳酸和丙酮酸的含量，结果显示肝脏特异性敲除Metrnl，禁食后肝脏和血液中乳酸和丙酮酸的含量降低。发现在禁食后肝脏特异性敲除Metrnl小鼠的血糖水平明显低于野生型小鼠。丙酮酸耐量实验证实肝脏特异性敲除Metrnl小鼠的生糖能力明显低于野生型小鼠。检测了在禁食16小时后肝脏中糖异生相关基因的表达水平，发现肝脏特异性敲除Metrnl小鼠在禁食后肝脏中糖异生相关基因表达水平明显低于野生型小鼠。利用原代肝细胞进行的实验也在细胞水平证实了这一结论。经过一系列的实验，确认在肝脏特异性敲除Metrnl后，糖异生能力受到了损害。 之后，对其作用机制进行了初步的探索。构建了重组质粒，利用荧光共定位实验发现Metrnl特异性分布在细胞浆内的线粒体和内质网中。选取肝脏特异性敲除Metrnl小鼠和野生型小鼠在正常饮食和禁食后的肝组织进行了ITRAQ实验，从鉴定出的3000多个蛋白中挑选出同时符合野生型小鼠正常饮食与禁食后有差异、肝脏特异性敲除Metrnl小鼠正常饮食与禁食后有差异以及肝脏特异性敲除Metrnl小鼠与野生型小鼠在禁食后有差异的蛋白，进行生物学分析。差异蛋白信号通路交联网络图提示Metrnl调控糖异生可能与AMPK或FOXO信号通路有关。在禁食16小时后，蛋白免疫印迹显示肝脏特异性敲除Metrnl小鼠肝脏内的FOXO-1表达明显上升，然而其磷酸化FOXO-1上升并不明显。有报道P53通过调控FOXO-1的脱乙酰调控糖异生。检测了两组小鼠FOXO-1乙酰化的水平，发现肝脏特异性敲除Metrnl小鼠在禁食后乙酰化水平显著上调。综合以上结论初步认定Metrnl通过调控FOXO-1的乙酰化来调控糖异生。 第二部分 脑卒中是脑血液循环障碍引起的急性脑血管疾病，因为循环障碍的原因不同，可分为缺血性卒中(ischemic stroke)和出血性卒中(intracerebral hemorrhage，ICH)。 脑出血是致命的卒中类型，有较高的发病率和致死率，约占全部卒中的10-15％。有报道指出，脑出血发病后一月死亡率约为40％。近二十年医疗水平的提高并不能降低该死亡率。脑出血的高复发率和致死率的原因是由于缺乏有效的治疗选择。因为现有的临床治疗方法还局限于初级治疗，比如控制颅内压、治疗血肿和维持血流动力学稳定等，因此研究有效的治疗方法势在必行。 烟酰胺磷酸核糖转移酶，简称Nampt，是哺乳动物细胞内NAD合成的限速酶，可以调控NAD的浓度。课题组研究表明Nampt酶产物烟酰胺单核苷酸，即NMN通过控制NAD的合成来调控Sirt1的去乙酰化能力，进一步调节AMPK的上游激酶LKB1的乙酰化和细胞内的重新分布，最终调节AMPK的活性，发挥神经保护作用。而又在近期研究中发现NMN急性期给药对于脑出血模型的治疗作用。包括1）改善脑出血后小鼠神经功能;2）缓解出血损伤诱导的脑组织水肿;3）下调血肿及周围组织炎症因子和趋化因子的表达;4）下调血肿及周围组织小胶质细胞和中性粒细胞的浸润;5）减少血肿周围组织细胞死亡等。还探索了Nrf2/HO-1在出血组织细胞内的表达，结果显示NMN可能通过上调Nrf2核转位起到脑损伤的神经保护作用。