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目的：成纤维细胞生长因子21（fibroblastgrowthfactor21，FGF21）是一种新型的糖脂代谢调控内分泌因子。而Erk1/2MAPK通路与FGF21的生理作用的发挥密切相关。我们前期的研究发现，FGF21参与调节小鼠血糖和脂质代谢稳定。然而，FGF21是否通过Erk1/2信号通路调节糖代谢和脂质代谢还有待深入研究。本论文旨在探究Erk1/2信号抑制在FGF21调节糖代谢和脂质代谢的影响，进而揭示Erk1/2信号通路与FGF21调节糖脂代谢之间的关系。
方法：
(1)Erk1/2在FGF21调节二型糖尿病小鼠中糖代谢的作用
急性实验：①取12只10周龄体重30g±2.3g的雄性db/db小鼠，随机分成2组（A、B2组），每组6只。A组：尾静脉注射0.5mg/kg剂量的FGF21；B组：尾静脉注射同等剂量PBS。然后，分别检测0min，60min和120min小鼠的血糖值，并取相应时间点的血清检测TG和胰岛素水平。②另取12只10周龄体重30g±2.3g的雄性db/db小鼠，随机分为2组（C、D组），每组6只。C组：腹腔注射U0126（10mg/kg?day）1周以后，尾静脉注射FGF21（0.5mg/kg）；D组：腹腔注射U0126（10mg/kg?day）1周以后，尾静脉注射同等剂量PBS。然后，分别检测0min，60min和120min时小鼠的血糖值，并取相应时间点的血清检测TG和胰岛素水平。
慢性实验：取8周龄的db/db雄性小鼠24只分成4组（A、B、C和D组），给予正常饮食喂养。A组：腹腔注射对照腺病毒（1×108pfu/kg，每2周1次）并给予DMSO最为正常对照组；B组：腹腔注射FGF21重组腺病毒（1×108pfu/kg，每2周1次）并给与DMSO；C组：腹腔注射Erk1/2抑制剂U0126（10mg/kg.day），并注射对照病毒（1×108pfu/kg，每2周1次）；D组：腹腔注射Erk1/2抑制剂U0126（10mg/kg.day），并注射FGF21重组腺病毒（1×108pfu/kg，每2周1次）。处理4周后，处死小鼠，并收集血清和相应组织。采取IGTT,ITT试验检测小鼠胰岛素抵抗和糖耐受；采取Elisa试剂盒检测FGF21和脂联素的含量变化；采取H&E染色观察脂肪组织形态变化；采取免疫组化染色观察脂肪组织中巨噬细胞浸润和脂联素的表达情况。
体外细胞实验：取正常8周龄WT小鼠，提原代脂肪细胞并培养。我们分别对原代脂肪细胞DMSO，Erk1/2抑制剂U0126，FGF21蛋白，及FGF21蛋白和U0126处理，然后采用WB检测Erk1/2的磷酸化和PPAR-γ的表达。
（2）Erk1/2在FGF21调节非酒精性脂肪肝小鼠中脂质代谢的作用
取8周龄的WT雄性小鼠24只随机分成4组（A、B、C和D组），给予高脂饮食喂养4周。然后，A组：腹腔注射对照病毒AAV-GFP（1×1012pfu/mice）并给予DMSO作为正常对照组；B组：腹腔注射病毒AAV-FGF21（1×1012pfu/mice）并给予DMSO。C组：腹腔注射AAV-GFP（1×1012pfu/mice）并给与Erk1/2抑制剂U0126（10mg/kg.day）。D组：腹腔注射AAV-FGF21（1×1012pfu/mice）并给与Erk1/2抑制剂U0126（10mg/kg.day）。处理4周以后，处死小鼠，收集血样和肝脏等组织。取肝脏组织进行石蜡包埋和冰冻包埋，采用H&E染色观察肝脏组织形态和脂质堆积的情况；采取Elisa试剂盒检测FGF21和脂联素的含量变化；采取QPCR检测小鼠肝脏脂质代谢调控相关基因的检测（Acaca，Acacb，ABCG5，ABCG8，Srebp-2andCyp7a1等）和肝脏炎症因子相关基因的检测（TNF-α,MCP-1andIL-1β等）。
体外细胞实验：取正常8周龄WT小鼠，提原代肝细胞并培养。我们用浓度梯度的重组FGF21蛋白处理原代肝细胞，采取WB检测Srebp2蛋白的表达变化；分别用DMSO，U0126,FGF21，U0126+FGF21处理原代肝细胞，采取WB检测Srebp2蛋白的表达变化。
结果：
（1）Erk1/2信号失活并不影响FGF21调节二型糖尿病小鼠中糖代谢的功能
1）与对照组相比，db/db小鼠给予重组人FGF21蛋白处理120min后，血糖和甘油三酯水平显著下降，但这与U0126处理与否无关。
2）与对照组相比，db/db小鼠给与Ad-FGF21处理4周后，能显著改善小鼠异常血糖水平，改善葡萄糖和胰岛素耐受能力、降低机体脂肪含量、改善异常血清甘油三酯水平。然而，这些变化与U0126处理与否无关。
3）与对照组相比，Ad-FGF21处理能显著上调皮下脂肪组织Erk1/2及PPARγ的表达水平，同时上调机体adiponectin蛋白及mRNA的表达水平。但与U0126处理与否无关。
4）在体外实验方面，FGF21处理能显著激活Erk1/2磷酸化，并上调PPARγ和adiponectin的表达水平。然而，给予U0126处理并不能抑制PPARγ和adiponectin的表达。
（2）FGF21部分通过Erk1/2信号通路来调节非酒精性脂肪肝小鼠中脂质代谢的功能
1）WT小鼠在给予AAV-FGF21处理4周后，能显著抑制小鼠体重增加，降低血清异常血脂水平、改善肝脏脂质代谢状况。然而，这些保护性效应在给予药物U0126抑制Erk1/2活性后出现一定程度的降低。
2）AAV-FGF21处理能显著抑制肝脏脂质、胆固醇合成等调控基因（Acaca、Srebp-2等）的表达，增加脂质氧化分解、转运等代谢调控基因（Acacb、ABCG5、Cyp7a1等）的表达；同时降低肝脏组织细胞炎症因子IL-1β、TNF-α和MCP-1的mRNA表达水平；然而，在U0126处理后，这些效应在一定程度上被抑制。
3）FGF21处理呈现时间和剂量依赖性抑制胆固醇调控蛋白Srebp-2的表达。然而，给予U0126处理后，这种效应被完全抑制。
结论：
1.FGF21具有调节机体血糖平稳及改善异常血脂的生物学功能，但Erk1/2信号通路可能不参与FGF21糖尿病小鼠的糖代谢的功能。
2.FGF21具有调节机体肝脏脂质代谢调控的生物功能，Erk1/2部分介导了FGF21调节非酒精性脂肪肝小鼠中脂质代谢的生物学效应。
方法：
(1)Erk1/2在FGF21调节二型糖尿病小鼠中糖代谢的作用
急性实验：①取12只10周龄体重30g±2.3g的雄性db/db小鼠，随机分成2组（A、B2组），每组6只。A组：尾静脉注射0.5mg/kg剂量的FGF21；B组：尾静脉注射同等剂量PBS。然后，分别检测0min，60min和120min小鼠的血糖值，并取相应时间点的血清检测TG和胰岛素水平。②另取12只10周龄体重30g±2.3g的雄性db/db小鼠，随机分为2组（C、D组），每组6只。C组：腹腔注射U0126（10mg/kg?day）1周以后，尾静脉注射FGF21（0.5mg/kg）；D组：腹腔注射U0126（10mg/kg?day）1周以后，尾静脉注射同等剂量PBS。然后，分别检测0min，60min和120min时小鼠的血糖值，并取相应时间点的血清检测TG和胰岛素水平。
慢性实验：取8周龄的db/db雄性小鼠24只分成4组（A、B、C和D组），给予正常饮食喂养。A组：腹腔注射对照腺病毒（1×108pfu/kg，每2周1次）并给予DMSO最为正常对照组；B组：腹腔注射FGF21重组腺病毒（1×108pfu/kg，每2周1次）并给与DMSO；C组：腹腔注射Erk1/2抑制剂U0126（10mg/kg.day），并注射对照病毒（1×108pfu/kg，每2周1次）；D组：腹腔注射Erk1/2抑制剂U0126（10mg/kg.day），并注射FGF21重组腺病毒（1×108pfu/kg，每2周1次）。处理4周后，处死小鼠，并收集血清和相应组织。采取IGTT,ITT试验检测小鼠胰岛素抵抗和糖耐受；采取Elisa试剂盒检测FGF21和脂联素的含量变化；采取H&E染色观察脂肪组织形态变化；采取免疫组化染色观察脂肪组织中巨噬细胞浸润和脂联素的表达情况。
体外细胞实验：取正常8周龄WT小鼠，提原代脂肪细胞并培养。我们分别对原代脂肪细胞DMSO，Erk1/2抑制剂U0126，FGF21蛋白，及FGF21蛋白和U0126处理，然后采用WB检测Erk1/2的磷酸化和PPAR-γ的表达。
（2）Erk1/2在FGF21调节非酒精性脂肪肝小鼠中脂质代谢的作用
取8周龄的WT雄性小鼠24只随机分成4组（A、B、C和D组），给予高脂饮食喂养4周。然后，A组：腹腔注射对照病毒AAV-GFP（1×1012pfu/mice）并给予DMSO作为正常对照组；B组：腹腔注射病毒AAV-FGF21（1×1012pfu/mice）并给予DMSO。C组：腹腔注射AAV-GFP（1×1012pfu/mice）并给与Erk1/2抑制剂U0126（10mg/kg.day）。D组：腹腔注射AAV-FGF21（1×1012pfu/mice）并给与Erk1/2抑制剂U0126（10mg/kg.day）。处理4周以后，处死小鼠，收集血样和肝脏等组织。取肝脏组织进行石蜡包埋和冰冻包埋，采用H&E染色观察肝脏组织形态和脂质堆积的情况；采取Elisa试剂盒检测FGF21和脂联素的含量变化；采取QPCR检测小鼠肝脏脂质代谢调控相关基因的检测（Acaca，Acacb，ABCG5，ABCG8，Srebp-2andCyp7a1等）和肝脏炎症因子相关基因的检测（TNF-α,MCP-1andIL-1β等）。
体外细胞实验：取正常8周龄WT小鼠，提原代肝细胞并培养。我们用浓度梯度的重组FGF21蛋白处理原代肝细胞，采取WB检测Srebp2蛋白的表达变化；分别用DMSO，U0126,FGF21，U0126+FGF21处理原代肝细胞，采取WB检测Srebp2蛋白的表达变化。
结果：
（1）Erk1/2信号失活并不影响FGF21调节二型糖尿病小鼠中糖代谢的功能
1）与对照组相比，db/db小鼠给予重组人FGF21蛋白处理120min后，血糖和甘油三酯水平显著下降，但这与U0126处理与否无关。
2）与对照组相比，db/db小鼠给与Ad-FGF21处理4周后，能显著改善小鼠异常血糖水平，改善葡萄糖和胰岛素耐受能力、降低机体脂肪含量、改善异常血清甘油三酯水平。然而，这些变化与U0126处理与否无关。
3）与对照组相比，Ad-FGF21处理能显著上调皮下脂肪组织Erk1/2及PPARγ的表达水平，同时上调机体adiponectin蛋白及mRNA的表达水平。但与U0126处理与否无关。
4）在体外实验方面，FGF21处理能显著激活Erk1/2磷酸化，并上调PPARγ和adiponectin的表达水平。然而，给予U0126处理并不能抑制PPARγ和adiponectin的表达。
（2）FGF21部分通过Erk1/2信号通路来调节非酒精性脂肪肝小鼠中脂质代谢的功能
1）WT小鼠在给予AAV-FGF21处理4周后，能显著抑制小鼠体重增加，降低血清异常血脂水平、改善肝脏脂质代谢状况。然而，这些保护性效应在给予药物U0126抑制Erk1/2活性后出现一定程度的降低。
2）AAV-FGF21处理能显著抑制肝脏脂质、胆固醇合成等调控基因（Acaca、Srebp-2等）的表达，增加脂质氧化分解、转运等代谢调控基因（Acacb、ABCG5、Cyp7a1等）的表达；同时降低肝脏组织细胞炎症因子IL-1β、TNF-α和MCP-1的mRNA表达水平；然而，在U0126处理后，这些效应在一定程度上被抑制。
3）FGF21处理呈现时间和剂量依赖性抑制胆固醇调控蛋白Srebp-2的表达。然而，给予U0126处理后，这种效应被完全抑制。
结论：
1.FGF21具有调节机体血糖平稳及改善异常血脂的生物学功能，但Erk1/2信号通路可能不参与FGF21糖尿病小鼠的糖代谢的功能。
2.FGF21具有调节机体肝脏脂质代谢调控的生物功能，Erk1/2部分介导了FGF21调节非酒精性脂肪肝小鼠中脂质代谢的生物学效应。