活性維生素D3(Calcitriol)調控纖維母細胞生長因子-23(FGF-23)影響糖尿病心肌脂肪酸和葡萄糖代謝失調的訊息傳遞

研究計畫: A - 政府部門b - 科技部

專案詳細資料

說明

背景:心血管疾病是導致糖尿病相關的併發症和死亡率的首因。維生素D 缺乏,可能誘導心肌 重塑,並與糖尿病相關。我們之前的研究顯示,糖尿病大鼠有維生素D 缺乏,且造成心肌功能 障礙。活性維生素D 被發現在糖尿病心臟,可以調控影響脂肪酸代謝,促發炎細胞激素,與過 氧化物酶體增殖物活化受體(PPAR)的蛋白表現。然而,活性維生素D 在心肌能量代謝的影響, 從而導致脂肪酸代謝、促發炎細胞激素、PPAR 等等酵素蛋白表現的變化其中的訊息傳導途徑和 分子機轉仍不清楚。纖維母細胞生長因子-23 是由成骨細胞所分泌的荷爾蒙,透過在腎臟與副甲 狀腺的作用,調控體內磷酸鹽和維生素D 的平衡狀態。在世代研究中,纖維母細胞生長因子-23 的濃度上升,與體內增加的脂肪量,更大的腰圍和血脂異常相關。然而,除了礦物質代謝之外, 纖維母細胞生長因子-23 是否直接影響能量代謝仍不清楚。此外,纖維母細胞生長因子-23 是否 僅是一個心臟疾病的風險指標,或是直接參與心臟疾病的致病過程仍需要進一步研究。因此, 本研究的目的是探討活性維生素D 對纖維母細胞生長因子-23 訊息傳遞路徑的作用,在糖尿病心 臟代謝所扮演的角色。在第一年的實驗中,我們將研究活性維生素D 在纖維母細胞生長因子-23 訊息傳遞路徑的效果,對心肌細胞能量代謝的影響。在第二年的實驗中,我們將評估活性維生 素D 在第2 型糖尿病鼠的心臟上,對於心肌脂肪酸代謝的影響,與纖維母細胞生長因子-23 訊息 路徑所扮演的角色。 方法:第一年:給予心肌細胞株(HL1 或H9c2) D-葡萄糖(33mM)以模擬高血糖,與棕櫚酸鈉 (0.25mM) 以模擬高血脂。接著在有或沒有活性維生素D(10nM)的情況下,分別加入纖維母細胞 生長因子23(25 ng/ml)與纖維母細胞生長因子受體1 的阻斷劑(PD-166866, 50 nM)維持48 小時。 然後利用西方墨點法以分析過氧化物酶體增殖物活化受體(PPAR)的亞型,促發炎細胞激素 (TNF-α,TGF-β,IL-6),氧化壓力(NOX4,p22phox),脂肪酸代謝相關酵素(AMPK-2, pAMPK-2, pACC, CPT1, PGC1-, CD36, DGAT 2, DGAT1),以及纖維母細胞生長因子-23 訊息路徑的下游分 子(calcineurin,NFAT,P38 MAPK,ERK1/2,CaMK II kinase)。以即時聚合酶鏈鎖反應檢測纖 維母細胞生長因子受體1, Klotho,PPAR 亞型,TNF-與IL-6。第二年:將利用微小正子掃 描,來評估對照組,糖尿病鼠(高脂飲食合併低劑量鏈佐黴素),與分別經纖維母細胞生長因子 -23(4μg/kg, 每日腹膜內注射,連續5 天)和活性維生素D(125μg/kg,每日腹膜內注射,連續5 天) 治療的糖尿病鼠其心臟能量代謝的狀況。然後在分離出來的心肌組織,分別用病理組織學檢查, 免疫組織化學檢查,西方墨點法和即時聚合酶鏈鎖反應以分析心臟PPAR 亞型,心肌脂肪酸代 謝相關酵素(AMPK-2, pAMPK-2, pACC,CPT1, PGC1-, CD36, DGAT 2, DGAT1),促發炎細胞 激素(TNF-α,TGF-β,IL-6),氧化壓力(NOX4,p22phox),高等糖化終產物受體(RAGE),以 及葡萄糖轉運蛋白(GLUT4,GLUT 2) 以及纖維母細胞生長因子-23 訊息路徑的下游分子 (calcineurin-NFAT,P38 MAPK,ERK1/2,CaMK II kinase)。 預期結果:活性維生素D 經由calcineurin-NFAT 訊息路徑協同MAPK 訊息路徑以調控纖維母細 胞生長因子-23 訊息傳導。
狀態已完成
有效的開始/結束日期8/1/167/31/17

Keywords

  • 活性維生素D
  • HL-1 細胞
  • H9c2 細胞
  • 第2 型糖尿病鼠
  • 纖維母細胞生長因子-23
  • 脂肪酸代謝