脂肪内分泌学

脂 肪 内 分 泌 学,-当代内分泌领域的研究热点,人类的进化,thousands of years,100 years,脂肪因子的概念,提要,炎症与胰岛素信号通路,重要脂肪因子的研究进展,- 脂联素,- IL-18,- Visfatin,- TNFa,Ebstain W(1876)、Williamson RT(1901)医生应用水杨酸钠(5-7g/d)，显著降低DM患者尿糖Reid J(1957)用aspirin(6g/d)治疗DM合并RA患者，该患者血糖恢复正常Hotalmisligil GS(1993) 研究发现脂肪细胞表达和分泌TNFa。A key component of between Obesity & DM Shoelson S(2002)进一步证实Reid的假说，并发现NSAID抑制了 IKK/NF-kB通路 Marette A(2003)：肥胖是一种慢性炎症性疾病,抗炎是糖尿病治疗的百年理念,-Ub-Ub-Ub-Ub-Ub,IKK,IKK,MEMO,IB,p65,p50,P,p65,p50,NF-B target genes,26S Proteasome,IB,?,Nucleus,Cytosol,IB,Membrane,(+),NFB,Cytokines(IL-6, TNF-, ICAM-1),IKK,TNFa, 脂多糖,炎症通路的信号转导,临床流行病学研究,基础研究,炎症病因学理论炎症是胰岛素抵抗的触发因素,胰岛素抵抗,代谢综合征,炎症因子与2型糖尿病密切相关（IL-6、CRP、TNFa、PAI-1 ）,肥胖2型糖尿病高血压冠心病血脂紊乱痛风,水杨酸制剂能抑制NFkB及其上游的激活剂IKKb改善胰岛素的信号转导,Science. 2001,293:1673-1677; J Clin Invest. 2002 ,109:1321-1326,炎症病因学：胰岛素抵抗研究新进展,胰岛素输注对 NFkB 及IkBa 的影响,(J Clin Endocrinol Metab 2001;86:3257-3265),Ten obese nondiabetic subjects (age 48.310.9 yr)BMI 37(42.6 9.1) kg/m2,Change in IkB (%),100,200,300,400,500,600,700,胰岛素输注,葡萄糖输注,*,*,*,0,2,4,6,Time (h),0,Change in nuclear NF-kB (%),20,40,60,80,100,120,140,0,2,4,6,Time (h),0,*,160,胰岛素抑制炎症因子生成,(J Clin Endocrinol Metab 2001;86:3257-3265),Change in MCP-1(%),*,*,0,2,4,6,Time (hrs),60,70,90,120,130,140,150,50,160,80,100,110,Change in sICAM-1(%),*,0,2,4,6,Time (hrs),60,70,90,120,130,50,80,100,110,*,*,胰岛素输注,葡萄糖输注,盐水输注,(Diabetes 2002;51:2005-2011),0,2,6,0,2,hr,6,Ins+lipid,Ins,d,bII,bI,q,z,e,IkBa,PKC,脂肪引起的PKC激活及IkBa降解,0,2h,6h,(Diabetes 2002;51:2005-2011),Ins,Ins+lipid,0,2000,4000,6000,a,Membrane,*,0,200,300,500,b,Cytosol,*,PKC activity (pmol/mg),100,400,脂肪引起的PKC激活及转位,(Diabetes 2002;51:2005-2011),Ins,Ins+lipid,0,0.4,0.8,1.2,e,Membrane,*,0.2,0.5,1.0,0,0.2,0.3,0.8,0.1,0.4,f,Cytosol,PKC bII mass (arbitrary units),0,2h,6h,脂肪引起的PKC激活及转位,(Diabetes 2002;51:2005-2011),0,0.4,0.8,1.2,0.2,0.5,1.0,1.4,1.6,*,*,g,h,(arbitrary units),(pmol/L),0,50,100,150,200,250,IkBa mass,DAG mass,0,2h,6h,脂肪引起的DAG生成及IkBa激活,(J Clin Endocrinol Metab 2001;86:1306-1312),4,NF-kB,1,2,Competitor,+(hela),0,Blank,Troglitazone(W),曲格列酮可抑制NF-kB活性,withdraw,7 obese subjects Age 3252 yrBMI 37 kg/m2 (37.060.9)FBG5.5 mmol/L,IKKa抑制剂、PP2A抑制剂和TZD对高脂喂养大鼠代谢的影响,彭永德，丁晓颖 2007待发表资料,Con,HL,OA,Sul,RSG,Con,HL,OA,Sul,RSG,Con,HL,OA,Sul,RSG,Con,HL,OA,Sul,RSG,Con：对照,HL：高脂,OA：冈崎酸,Sul：苏林酸,RSQ：罗格列酮,IKKa抑制剂、PP2A抑制剂和TZD对高脂喂养大鼠代谢的影响,彭永德，丁晓颖 2007待发表资料,Con,HL,OA,Sul,RSG,Con,HL,OA,Sul,RSG,Con,HL,OA,Sul,RSG,Con,HL,OA,Sul,RSG,TNF, IL-6 and insulin resistance,(FEBS Letters 2003;546:32-36),S,S,Y,S,Y,IRS-1,P,P,P,P,P,TNFR,AGE-R,TOR,GSK3,PKCz,PKB,AMPK,IKKb,PKC,p85,p110,IR/IGF-1R,JNK1,ERK,* J Biol Chem, 2002;277:48115-48121,# J Biol Chem. 2004;279(17):17070-8,$ Mol Endocrinol, 2000;14(10):1557-1569,胰岛素信号通路中的负反馈及TNFa引起胰岛素抵抗的途径,脂肪因子的概念,提要,炎症与胰岛素信号通路,重要脂肪因子的研究进展,- 脂联素,- IL-18,- Visfatin,- TNFa,TGF,脂肪内分泌学是内分泌学的一个新领域,Visfatin,脂肪组织特异表达的脂肪因子,通过较为传统的方式影响胰岛素敏感性，参与代谢综合症的发生,IL-18 Increased 3T3-L1 adipocytes glucose uptakeVisfatin a protein predominantly secreted by visceral fat that mimics the effects of insulin.,脂肪组织非特异表达的脂肪因子,Adiponectin, IL-18, Visfatin,IL-6, TNFa, ASP, Resistin,Leptin,AGE, PAI-1,Food intake,Beneficial effects,Deleterious effects,Circulation,aorta,(Guerre-Millo M. Diabetes Metab 2004;30(1):13-19),The adipocyte as an endocrine cell,1=NGT2=Ob3=IGT4=T2DM,洪洁 顾卫琼 张翼飞等中华内分泌代谢杂志，2003,19:173-176,FFA随胰岛素抵抗加剧和糖代谢恶化而明显增加；脂联素则与FFA相反，随IR和糖代谢恶化而减低；瘦素在单胖时增加，但IGT和DM-2时呈降低趋势；,几种脂肪因子在不同状态代谢综合征的比较,脂肪因子的概念,提要,炎症与胰岛素信号通路,重点脂肪因子的研究进展,- 脂联素,- IL-18,- Visfatin,- TNFa,脂联素 Adiponectin,由脂肪细胞分泌并在血液内大量存在的244个氨基酸的多肽人adipo由位于染色体3q27的apM1基因编码，长约16kb，包含3个外显子和2个内含子肥胖者水平明显降低，脂质代谢增强可使脂联素增加，并继而致胰岛素敏感性增加脂联素缺乏或下降致血管平滑肌肥大增生，因而可能是冠状动脉粥样硬化的原因之一TZDs增加脂联素水平,Adiponectin Source,水平降低与以下相关 向心性肥胖和胰岛素抵抗2型糖尿病高TG和sd-LDL冠心病水平增加则： HDL 增加胰岛素敏感性增加,人体的研究,脂联素水平与胰岛素敏感性间正相关,脂联素在体内起保护作用,脂联素与SI和AIRg的相关性研究,顾卫琼 洪洁 张翼飞 等中华内分泌代谢杂志，2003;19(3):169-172,脂联素水平和AIRg明显相关，脂联素刺激了胰岛素的释放？,576bp,226bp,460bp,M 肝 Min6 胰岛 肝 Min6 胰岛,脂联素受体1(AR1) 脂联素受体2(AR2),胰岛的脂联素受体表达,胰岛B细胞上有脂联素受体1和2的高表达,P0.05,P0.05,P0.05,P0.05,低糖（3.3mM),高糖（16.7mM),脂联素对胰岛素分泌的影响,低浓度葡萄糖时脂联素抑制胰岛素分泌高浓度葡萄糖时脂联素刺激胰岛素分泌,Adiponectin: a pleiotropic adipocytokine,Nat Rev Immunol 2006;6:772-83,脂肪因子的概念,提要,炎症与胰岛素信号通路,重要脂肪因子的研究进展,- 脂联素,- IL-18,- Visfatin,- TNFa,TNF,TNF是一非糖基化蛋白，多种细胞如巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞、NK细胞、肥大细胞及脂肪细胞等均具有合成、分泌TNF的潜能。,TNF在胰岛素抵抗的发病机制中起重要作用。在多种胰岛素抵抗的肥胖鼠模型，脂肪组织中均存在TNF的过度表达，mRNA水平较对照组高2-3倍。,TNF,目前至少有两种TNF受体即1(p55)和2(p75)。受体1介导TNF的几乎所有效应如凋亡、分化和增殖等；而受体2仅在特定的细胞如胸腺细胞和T细胞中参与细胞分化的调控。,A B C D E F G H I J K L M N O P,242322212019181716151413121110987654321,Field 1,正常人内脏脂肪cDNA微阵列分析, 分泌蛋白：84种，其中60 种为首次发现在脂肪组织表达。包括经典的激素、细胞因子、生长因子、载脂蛋白、补体和类固醇代谢相关的酶类等。 受体：120种 ，转录因子：74种，糖、脂代谢相关基因：156种。 88种受体，69 种转录因子， 112个糖、脂代谢相关基因为首次发现在脂肪组织表达,Yang YS(杨义生), et al. Biochem Biophys Res Commun. 2003,300:839-846,Marker,IL-18R,IL-18R,IL-18,500bp,300bp,白介素-18及其受体在脂肪组织表达,IL-18是已知的细胞因子，但以往无脂肪细胞可分泌的报告,Yang YS(杨义生),et al. Biochem Biophys Res Commun. 2003,300:839-846,P0.05,TNF(10ng/ml*3d)使脂肪细胞葡萄糖转运减少60。IL-18（100ng/ml*16h)可改善TNF引发的胰岛素抵抗(增加16.8),P=0.007,P0.001,IL-18不影响基础的脂肪细胞葡萄糖转运,可剂量依赖的增强Ins刺激的葡萄糖转运,白介素18可改善脂肪细胞的胰岛素抵抗,0,5000,10000,15000,20000,25000,30000,Contrl,Ins,Ins,IL-18+TNFa,3,H-G uptake (dpm),TNFa,Ins,IL-18与胰岛素敏感性的相关性,选其中41例行高胰岛素正葡萄糖钳夹试验,IL-18浓度与钳夹试验的值及clamp(ISI)指数皆明显负相关,R=-0.419 P=0.006,M,IL-18,R=-0.396 P=0.010,M/I (clamp ISI),正常对照 11例正常体重PCOS 10例肥胖PCOS 20例,M：葡萄糖输注率值； clamp ISI：组织胰岛素敏感性M/I值,R=-0.405 P=0.009,IL-18,HOMA-,IL-18,R=0.334 P=0.035,IL-18与CRg及HOMA 细胞指数的相关性,MCRg：葡萄糖代谢清除率,IL-18与钳夹试验时的葡萄糖代谢率负相关，与细胞功能正相关,0,1.0,3.0,5.0,-1.5,-0.5,FMVD,hs-CRP,HOMA,IL-6,IL-18,APN,MS,4.20%,-0.7mg/dl,-0.8,-0.5 pg/ml,p0.001,p=0.04,p=0.01,p=0.045,-31 pg/ml,p=0.036,2.3 ug/m,p=0.02,-30%,p0.001,20,30,40,100 subjects with metabolic syndrome,PIO for 1 year,Compare with placebo,Diabetes Care. 2006;29(5):1071-1076,PCOS患者的IL-18水平显著升高；且由钳夹试验测得的反映胰岛素敏感性的各值与IL-18浓度间显著负相关可促进3T3-L1脂肪细胞胰岛素刺激的葡萄糖转运即胰岛素抵抗改善TZD可降低IL-18水平,提示 IL-18与其它炎症因子相反，可改善胰岛素抵抗 在胰岛素抵抗状态下，IL-18升高是机体的代偿反应,IL-18与胰岛素抵抗关系的探讨,脂肪因子的概念,提要,炎症与胰岛素信号通路,重点脂肪因子的研究进展,- 脂联素,- IL-18,- Visfatin,- TNFa,Hug et al, science, 2005,Visfatin: a new adipokine,Visfatin又称前B细胞克隆增强因子（PBEF）,PBEF是1994年由Samal等首先克隆成功，分子量为52kDa脂肪细胞分泌，同时也在骨骼肌、肝脏、骨髓、淋巴细胞表达。早期被认为B细胞的一种生长因子，既往也称为前B细胞集落增强因子(PBEF)在急性肺部炎症和败血症时VISFATIN升高具有调节NAD依赖的蛋白乙酰转移酶的活性，促进血管平滑肌细胞的成熟生长因子样的生物学作用,Samal et al. Mol Cell Biol, 1994,Visfatin 在人和小鼠的内脏脂肪组织高表达,Fukuhara et al, science, 2005,Correlation between plasma PBEF/visfatin levels and visceral fat area (left) or subcutaneous fat area (right) in 101 male and female human subjects.,EXPRESSION OF VISFATIN,Fukuhara et al, science, 2005,杂合子小鼠血糖水平较高,Fukuhara et al, science, 2005,Visfatin 能够模拟胰岛素降低小鼠的血糖,Fukuhara et al, science, 2005,Serum visfatin increases with progressive B-cell deterioration,Abel L, Berta C, Merce F, et al. Diabetes 2006,55(3):2871-2875,PBS,Ins,Vis,Ins+Vis,Relative PI3K activity,Visfatin与胰岛素的不同点,血浆visfatin水平并不随饥饿或进食而波动血浆visfatin水平远较insulin水平低Visfatin激活胰岛素受体的方式不同,The association between adiponectin and T2DM was no longer significant after adjustments for BMI or WHR.Only WHR was independently associated with plasma visfatin level,61 T2DM patients and 59 nondiabetic subjects,J Clin Endocrinol Metab. 2006;91(1):295-9,P=0.002,P0.001,Elevated plasma level of visfatin in patients with type 2 diabetes,The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism