硒蛋白S在調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及抗炎癥中的作用.pdf

1、糖尿病是21世紀(jì)人類健康的主要威脅之一。隨著人類生活環(huán)境、生活方式和生活習(xí)慣的改變，糖尿病發(fā)病率在近二十年來快速增長。由于糖尿病治療的困難性，因此開展糖尿病的預(yù)防研究成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
　　 硒（selenium）是哺乳動物必需的微量營養(yǎng)元素，以硒代半胱氨酸（selenocysteine）的形式存在于機(jī)體的各種硒蛋白中，且為硒蛋白的活性中心或必需組成成份，在許多生理過程中發(fā)揮著十分重要的作用。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，硒除了具有抗氧化

2、、增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能外，還具有類胰島素的作用，然而其機(jī)制并不清楚。硒蛋白S（SelS）是一種新發(fā)現(xiàn)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞膜駐留硒蛋白，可以保護(hù)細(xì)胞拮抗氧化損傷及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，參與炎癥反應(yīng)及作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白降解（ERAD）逆向轉(zhuǎn)運(yùn)通道的一個(gè)重要組成部分，表明SelS對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能的發(fā)揮起著重要的作用，且它與一些炎癥疾病密切相關(guān)。然而，SelS與炎癥、糖尿病有什么關(guān)系亦不清楚。而對這些問題的闡明，不僅有助于詳細(xì)了解硒、SelS與炎癥、糖

3、尿病的關(guān)系，而且可能會給糖尿病的預(yù)防提供一些啟示。
　　 本文用糖尿病實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛣游锖腕w外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究硒、SelS與炎癥、糖尿病的一些關(guān)系。所取得的主要結(jié)果有：
　　 1、SelS在細(xì)菌脂多糖（LPS）誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞炎癥反應(yīng)中的抑制作用
　　 細(xì)菌脂多糖在革蘭氏陰性菌感染導(dǎo)致的急性炎癥反應(yīng)中起著關(guān)鍵的作用，本文以LPS誘導(dǎo)的炎癥模型來研究SelS在炎癥反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展與調(diào)控中的作用。采用小分子RNA干擾（siR

4、NA）技術(shù)、酶活性分析、氧化應(yīng)激參數(shù)的測定、實(shí)時(shí)定量PCR和蛋白質(zhì)印跡等測定了HepG2細(xì)胞中相關(guān)蛋白（酶）及因子的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平。結(jié)果表明，在LPS刺激下，細(xì)胞質(zhì)谷胱甘肽過氧化物酶（GPx-1）的mRNA表達(dá)水平和活性降低；ROS水平、丙二醛（MDA）的含量、NO的代謝產(chǎn)物硝酸鹽和亞硝酸鹽水平、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）的mRNA表達(dá)水平和活性、白介素1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）及白介素6（IL-6

5、）、血清淀粉樣蛋白A1（SAA1）和A2（SAA2）的mRNA表達(dá)水平及SAA1蛋白質(zhì)分泌水平都顯著增加。采用siRNA技術(shù)抑制HepG2細(xì)胞中SelS基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)后，上述參數(shù)的減少或增加在LPS刺激下進(jìn)一步加劇。表明SelS在炎癥反應(yīng)中的重要作用可能與它的抗氧化功能和作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白質(zhì)降解的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)通道的一個(gè)重要組成部分密切相關(guān)。且無論SelS沉默與否，亞硒酸鈉（Na2SeO3）預(yù)孵育12小時(shí)能有效緩解LPS作用HepG細(xì)胞引

6、起的炎癥反應(yīng)。Na2SeO3通過提高硒蛋白如GPx-1的mRNA表達(dá)水平和增強(qiáng)它的酶活性，降低ROS水平及MDA含量，削弱iNOS的表達(dá)，降低硝酸鹽和亞硝酸鹽的水平，下調(diào)IL-1β、TNF-α、IL-6、SAA1和SAA2的mRNA表達(dá)。這些結(jié)果表明Na2SeO3能抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，且SelS不是唯一影響LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)的硒蛋白。
　　 2、硒對糖尿病小鼠胰腺組織中細(xì)胞因子的調(diào)控
　　 基于糖尿病與自身免疫的

7、關(guān)系，以鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠為模型，以探討Na2SeO3對鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的降血糖作用及其機(jī)理。通過測定胰腺等組織相關(guān)蛋白（酶）的基因表達(dá)水平和酶的活性、測定氧化應(yīng)激參數(shù)、測定Th1（1型輔助性T淋巴細(xì)胞）和Th2（2型輔助性T淋巴細(xì)胞）等細(xì)胞因子、促炎癥細(xì)胞因子的基因表達(dá)水平等觀察Na2SeO3對糖尿病小鼠胰腺組織中上述細(xì)胞因子及iNOS的影響。結(jié)果表明，以灌胃的方式連續(xù)補(bǔ)硒14天后，糖尿病小鼠的血糖值顯著減低，Na2

8、SeO3通過提高增加胰腺組織中硒蛋白如GPx-1和SelS的mRNA表達(dá)水平，增強(qiáng)細(xì)胞GPx-1酶活性；降低MDA的含量，提高谷胱甘肽（GSH）水平；上調(diào)Th2細(xì)胞因子白介素4（IL-4）和白介素10（IL-10）的基因表達(dá)，下調(diào)Th1細(xì)胞因白介素2（IL-2）和白介素12（IL-12）的基因表達(dá)，抑制促炎癥細(xì)胞因子IL-1β、TNF-α和干擾素-γ（IFN-γ）的mRNA表達(dá)；下調(diào)iNOS的mRNA表達(dá)和活性，降低NO的代謝產(chǎn)物硝酸鹽

9、和亞硝酸鹽的水平。這些結(jié)果提示Na2SeO3可能主要是通過對胰腺組織的免疫失衡進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而起到降血糖和改善糖尿病病情的作用。
　　 3、SelS在己糖胺（Glucosamine）誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對HepG2細(xì)胞胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的一些信號分子基因表達(dá)中的作用
　　 己糖胺通路（HBP）是葡萄糖代謝途徑的一個(gè)分支，在體內(nèi)廣泛分布。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明HBP在胰島素抵抗及糖尿病的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用，且HBP、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)

10、激與胰島素抵抗及糖尿病密切相關(guān)。采用實(shí)時(shí)定量PCR和基因沉默技術(shù)研究了己糖胺誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對HepG2細(xì)胞胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路IRS-2/PI-3K/PKB的一些信號分子的基因表達(dá)的影響及SelS基因沉默后的變化等。結(jié)果表明己糖胺誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞中SelS、剪切形式的人X盒結(jié)合蛋白 1（XBP-1S）、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 2（GluT2）、糖原合成激酶-3β（GSK-3β）和葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-Pase）的mRNA表達(dá)水平上調(diào)，胰

11、島素受體底物-2（IRS-2）、磷脂酰肌醇-3激酶（PI-3K）和PKB-β（蛋白激酶Bβ）的mRNA表達(dá)水平下調(diào)；且SelS基因沉默后，己糖胺誘導(dǎo)的XBP-1S、GSK-3β和G-6-Pase的mRNA表達(dá)水平進(jìn)一步上升，PKB-β的mRNA表達(dá)水平進(jìn)一步下降，而IRS-2和PI-3K的mRNA表達(dá)水平幾乎沒有變化。這些結(jié)果表明己糖胺誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可能削弱HepG2細(xì)胞中胰島素信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，導(dǎo)致糖異生相關(guān)酶G-6-Pase的表達(dá)增強(qiáng)，