肝脏线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸依赖性异柠檬酸脱氢酶参与葡萄糖代谢机制的研究

摘要：

目的:探讨肝细胞中线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸依赖性异柠檬酸脱氢酶（IDH2）对葡萄糖代谢机制的影响。方法:分别用高糖或低糖处理小鼠正常肝细胞AML12细胞株，于24、48、72 h后检测IDH2 mRNA及蛋白表达。慢病毒转染法构建IDH2敲低（KD-IDH2组）、IDH2敲低对照（KD-Ctrl组）、IDH2过表达（OE-IDH2组）以及IDH2过表达对照（OE-Ctrl组）细胞株，分别用正常糖、高糖、低糖处理细胞，每组设置3个复孔。流式细胞学检测细胞内活性氧簇（ROS）生成及细胞凋亡。实时定量聚合酶链反应和Western blot法检测糖异生、糖摄取、糖酵解相关基因［己糖激酶1（HK1）、丙酮酸激酶（PKLR）］以及胰岛素、胰高糖素通路相关蛋白［磷酸肌醇 3-激酶（PI3K）、磷酸化PI3K（p-PI3K）、蛋白激酶B（AKT）、磷酸化AKT（p-AKT）、蛋白激酶A（PKA）、磷酸化PKA（p-PKA）］的表达。在胰岛素、胰高糖素刺激下，检测低糖条件下肝细胞葡萄糖输出能力。通过多功能酶标仪检测2-NBDG摄取用于评估肝细胞糖摄取能力。两组间比较采用
t检验。
结果:AML12细胞在高糖处理48 h后，IDH2 mRNA表达明显下降（
P<0.01）。KD-IDH2组细胞IDH2 mRNA表达量为KD-Ctrl组的（35.67±10.60）%（
P<0.01），OE-IDH2组 IDH2 mRNA表达上调为OE-Ctrl的（4.59±0.77）倍（
P<0.01）。KD-IDH2细胞在低糖条件下，葡萄糖输出能力明显减弱（
P<0.01），糖摄取能力为KD-Ctrl组的（1.23±0.06）倍（
P<0.01），AKT、PI3K蛋白活化程度（p-AKT/AKT、p-PI3K/PI3K）显著增加，PKA活化程度（p-PKA/PKA）降低（
P<0.01），OE-IDH2组细胞则有相反表现。高糖处理使KD-IDH2细胞中糖酵解途径相关基因HK1、PKLR表达上调（
P<0.05），细胞内ROS水平较高（
P<0.05），同时细胞凋亡增加（
P<0.01）。
结论:肝脏IDH2表达调控影响肝细胞内葡萄糖代谢，IDH2表达降低使细胞内胰岛素信号通路活化增加，且低糖条件下糖异生途径下调；而过表达IDH2通过增加肝细胞对胰高糖素的响应并降低对胰岛素的敏感性上调肝糖生成。

关键词：糖尿病，2型、肝细胞、糖代谢、线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸依赖性异柠檬酸脱氢酶

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资助基金：国家自然科学基金81970718;National Natural Science Foundation of China81970718

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：726-733