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目的:通过H2O2干预BRL-3A大鼠肝细胞建立体外大鼠肝细胞氧化应激损伤模型并予以药物干预,观察胰岛素信号通路因子AKT,P-AKT, FoxO1蛋白的表达和FoxO1乙酰化水平变化,及对糖异生的影响,从新的角度探讨氧化应激诱导胰岛素抵抗的可能机制。方法:体外培养正常大鼠肝细胞(BRL-3A),生长达60-70%融合后,无血清培养进同步化24h随即分为5组:1.正常细胞环境组:A:空白对照组:10%FBS的DMEM培养24小时;B:尼克酰胺(NAM组):含尼克酰胺10mmol/L的培养基作用24小时;2:氧化应激模型组:C: H2O2组:含100umol/l H2O2培养基培养4小时;D: H2O2+尼克酰胺(NAM)组;E:H2O2+还原性谷胱甘肽(GSH)(D组和第E组先用含100umol/l的H2O2培养基培养4小时后再分别予以10mmol/l尼克酰胺培养液和5mmol/l还原性谷胱甘肽培养液培养24小时),以上每组细胞干预培养液中均含有100nM胰岛素。Western印迹法(WB)定量检测各组细胞AKT,P-AKT, FoxO1蛋白表达水平,免疫沉淀(IP)和WB检测各组FoxO1蛋白乙酰化水平,RT-PCR检测糖异生关键酶PEPCK和G-6-Pase基因表达水平。结果:(1)氧化应激细胞模型建立:100umol/l的H2O2干预细胞后,细胞MDA含量随时间延长逐渐增加,2 h后MDA含量增加最为显著,呈现明显的细胞损伤效应。(2)实验各组AKT,P-AKT,FoxO1,乙酰化FoxO1蛋白表达水平的变化:各组细胞AKT蛋白表达量无明显差异;氧化应激细胞模型各组(C,D,E组)FoxO1蛋白表达量明显高于正常细胞环境组(A,B组),差异具有统计学意义(P<0.01),但模型组组内差异不显著(p≥0.05);与空白对照组相比,尼克酰胺组P-AKT蛋白和乙酰化FoxO1蛋白均有所增加,H2O2组(C组)两者表达量均最低(P<0.01);与H2O2组相比,H2O2处理后再予以尼克酰胺干预,细胞P-AKT和乙酰化FoxO1蛋白有不同程度的增加(P<0.01),予以还原性谷胱甘肽干预细胞P-AKT蛋白水平有所增加,但FoxO1蛋白表达及乙酰化水平无明显变化。(3)各组PEPCK和G-6-P mRNA的表达情况:与空白对照组相比,尼克酰胺组的PEPCK和G-6-Pase mRNA表达明显减少(P<0.01),H2O2组PEPCK和G-6-Pase mRNA表达最高(P<0.01);与H2O2组相比,H2O2+尼克酰胺组和H2O2+还原性谷胱甘肽组PEPCK和G-6-Pase基因表达有不同程度降低(P<0.05)。结论:(1)100umol/l的H2O2可以对体外培养BRL-3A大鼠肝细胞造成氧化损伤,损伤程度成时间依赖性。(2)尼克酰胺不影响FoxO1蛋白表达水平但能明显增加其乙酰化水平,抑制糖异生关键酶基因PEPCK,G-6-Pase表达,改善胰岛素抵抗,间接证实SIRT1去乙酰化FoxO1增加FoxO1活性。(3)氧化应激能够增加FoxO1蛋白的表达水平,并通过激活SIRT1间接降低FoxO1蛋白乙酰化水平,增加糖异生关键酶基因PEPCK,G-6-Pase表达,促进肝脏糖异生,导致胰岛素抵抗,这可能是氧化应激诱导胰岛素抵抗的分子机制之一。另外本实验意外发现氧化应激同时能降低FoxO1上游因子P-Akt蛋白表达水平,说明氧化应激可以影响胰岛素信号通路多个环节导致胰岛素抵抗。(4)本实验意外发现尼克酰胺可以增加细胞FoxO1上游因子P-Akt蛋白表达水平。提示尼克酰胺改善胰岛素抵抗可能是从多水平上实现的。抗氧化剂(GSH)可以显著降低氧化应激状态下糖异生关键酶基因PEPCK,G-6-Pase表达,提示抗氧化剂(GSH)可以改善胰岛素抵抗,该作用实现可能与其可以增加P-Akt蛋白表达有关。