血液中高浓度的游离脂肪酸，特别是高浓度的饱和长链脂肪酸被证明是降低机体胰岛素敏感性的主要风险因素之一。近年来的研究发现内质网应激(endoplasmic reticulum stress，ER Stress)在肥胖引起的胰岛素抵抗中，特别是肝脏和脂肪组织中起重要的作用，而在骨骼肌中内质网应激与胰岛素抵抗的关系并不清楚。另外，不饱和脂肪酸可以竞争性地抑制饱和脂肪酸对胰岛素信号的抑制，其具体机制也未得到完全阐明。同时，4型葡萄糖转运体(glucose transporter4，GLUT4)在细胞膜和细胞质间的转位(translocatio)调节，对胰岛素敏感组织的葡萄糖代谢至关重要。针对以上问题，本文分别以棕榈酸和油酸处理的骨骼肌细胞和大鼠为模型，研究了饱和脂肪酸，内质网应激和骨骼肌胰岛素抵抗的关系；还初步研究了骨骼肌细胞中GLUT4的内吞机理。本课题主要取得了以下研究结果：　　 1.棕榈酸通过内质网应激导致骨骼肌细胞胰岛素抵抗。棕榈酸可以降低C2C12骨骼肌细胞在胰岛素刺激下Akt的磷酸化，而且是呈浓度和时间依赖的；棕榈酸处理导致胰岛素刺激下的葡萄糖吸收降低，说明棕榈酸可以导致骨骼肌细胞发生胰岛素抵抗。进一步发现棕榈酸也可以导致PERK(protein kinase R-likeER kinase)蛋白磷酸化并且大大增加XBP-1 mRNA的剪切，而且这些变化都是呈浓度和时间依赖的，表明棕榈酸可以导致骨骼肌细胞发生内质网应激。4-PBA(4-phenyl butyric acid)可以特异性地缓解棕榈酸导致的内质网应激，同时也可以缓解棕榈酸导致的胰岛素抵抗，这些结果表明棕榈酸通过内质网应激导致骨骼肌细胞发生胰岛素抵抗。　　 2.油酸通过降低内质网应激来抑制棕榈酸导致的骨骼肌胰岛素抵抗。单独用油酸处理C2C12细胞不会导致内质网应激和胰岛素抵抗。同时用棕榈酸和油酸处理C2C12细胞，油酸可以降低棕榈酸导致的PERK的磷酸化并且减少XBP-1mRNA的剪切；同时可以恢复由棕榈酸所降低的胰岛素刺激下的Akt的磷酸化和葡萄糖吸收。脂肪酸吸收测定实验表明油酸并不影响C2C12细胞对棕榈酸的吸收。这两种脂肪酸对C2C12小鼠骨骼肌细胞胰岛素敏感性的作用也在L6大鼠骨骼肌细胞中得到验证，并且通过颈静脉脂肪酸输注实验进一步在大鼠动物模型中得到验证。　　 3.棕榈酸导致的内质网应激的机理研究。1)AMPK参与了棕榈酸导致的内质网应激。棕榈酸导致C2C12细胞AMPK磷酸化增强，同时用AMPK的特异性抑制剂--Compound C和棕榈酸处理细胞，可以抑制棕榈酸导致AMPK磷酸化，同时降低了棕榈酸导致的PEKR磷酸化和XBP-1 mRNA剪切，减缓了棕榈酸所降低的胰岛素刺激下Akt的磷酸化。而油酸的同样可以降低棕榈酸导致的AMPK磷酸化，从而减缓了内质网应激并且恢复了胰岛素敏感性。2)蛋白酪氨酸磷酸化与新蛋白的合成可能参与棕榈酸导致的内质网应激。3)脂肪酸“记忆效应”。棕榈酸处理后再将其撤去，细胞仍然会产生内质网应激以及胰岛素抵抗，显示脂肪酸可以产生“记忆效应”。4)棕榈酸导致内质网发生膨胀，而油酸和4-PBA均可抑制这一过程。5)棕榈酸引起的磷脂合成及磷脂和甘油三酯(TAG)在内质网的分布。细胞器组分分离结果显示，棕榈酸的处理细胞所产生的TAG和磷脂会富集在内质网组分，而与油酸共孵育后，TAG和磷脂则不再会富集在内质网组分中。　　 4.骨骼肌细胞GLUT4通过胆固醇依赖的CME(clathrin-mediated endocytosis)途径进行内吞。10 mM M-β-CyD处理50 min可以去除L6Myc-GLUT4骨骼肌细胞55％的胆固醇后，引起GLUT4转位至细胞膜，并增加葡萄糖吸收，同时发现GLUT4的内吞受到了显著抑制。低K+条件能抑制GLUT4内吞，同时GLUT4和clathrin蛋白存在良好的亚细胞共定位现象，提示GLUT4是通过胆固醇依赖的CME途径进行内吞的。另外，Cholera Toxin B(CT-B)并不能同L6Myc-GLUT4的细胞膜结合，提示GLUT4可能不会通过GM1依赖的caveolae途径进行内吞。