粒線體失能與胰島素阻抗---鐸樣受體 (TLR)訊息傳遞及內質網壓力所扮演之角色

糖尿病是引起心血管疾病之危險因子。在糖尿病致病機轉中，胰島素阻抗扮演核心角色，而脂 肪細胞代謝異常或者脂肪組織異常分佈是引起胰島素阻抗之重要原因。連結過多脂肪與胰島素阻抗 之橋樑，係源自脂肪組織中產生之過多氧化自由基（ROS）及慢性發炎因子。我們曾發表在成年中 國人，腹腔內脂肪及肝內脂肪量與HOMA 計算之胰島素阻抗係數相關，而皮下脂肪量則否。肝內脂 肪量的嚴重程度，比起目前所用的代謝症候群特癥，更適合用來作為慢性發炎的指標。而在我們目 前之研究計劃中，也已建立高脂飲食引發肥胖及糖尿病之C57BL/6J 老鼠模式。 但是慢性發炎是如何最初由脂肪組織中發生呢﹖較近研究指出內質網壓力是重要的引發發炎之 原因。而且內質網壓力造成細胞凋亡之過程有粒線體之參與，反過來粒線體失能亦造成內質網壓力。 因此內質網與粒線體之間”互談”值得進一步研究。 另一條線索連接肥胖與慢性發炎之觀察來自吞噬細胞株之鐸樣受體 (TLR)訊息傳遞能被脂多醣 體(LPS)中脂肪成分活化。TLR 係一群pattern-recognition 受體，其在天賦免疫(innate immunity) 有重 要角色，對外來細菌產生炎性反應。肥胖之過多脂肪酸可活化脂肪細胞及吞噬細胞之TLR4，缺乏 TLR4 之C57BL/6J 老鼠對高脂肪食物誘發之胰島素阻抗有部分保護效果。TLR4 亦可辨識個體內源 性配體，而表現於富含脂肪及吞噬細胞之人體冠狀動脈血管硬化瘢塊。TLRs 中之成員有些存在於內 質網，TLRs 與內質網之間有密切關聯之可能性很高。 綜合上述，了解TLR 活化、內質網壓力、粒線體失能之關聯，即有可能解釋天賦免疫如何在環境 飲食改變之下調整身體能量平衡與胰島素作用之敏感度。我們將提出為期三年的研究計劃來證實以 上的假說。此研究計劃內容如下： 第一年：使用 C57BL/6J 老鼠餵食高脂飼料，以探討鐸樣受體訊息傳遞 (MyD88, TRIF, TRAF3)、 內質網壓力與粒線體功能失調之間的關連性。我們將採用肝臟、肌肉及脂肪組織(腹部與皮下脂肪) 做為樣本，了解其中粒線體轉錄因子(PGC-1α, NRF-1, NRF-2, Tfam)、粒線體含量、組織氧化傷害， 與內質網分子(GRP78, PERK, IRE1, ATF6)的變化。,此外，我們將進一步培養脂肪細胞，比較在有無 添加LPS 的情況下，對上述TLR-ER-mitochondria pathway 的影響。 第二年：使用老鼠的脂肪細胞株 (3T3-L1)，打入RNA 干擾子抑制鐸樣受體，驗證鐸樣受體是否 可影響粒線體質與量及內質網壓力之變化。並將以C57BL/6J 老鼠餵食高脂飼料為模型，探討常用的 治療糖尿病藥物之胰島素增敏劑 Metformin 及 Pioglitazone 對上述TLR-ER-mitochondria pathway 的 影響。 第三年：使用老鼠的脂肪細胞株(3T3-L1)，加入EtBr 來去除細胞中的粒線體後，驗證粒線體可否 影響鐸樣受體訊息與內質網壓力之表現。 此研究計劃將探討在胰島素阻抗及糖尿病情形之下，鐸樣受體如何調控、或媒介內質網壓力與粒 線體壓力反應的分子機制。研究成果將提供如何調節天賦免疫來治療第二型糖尿病之可能性。

系統編號:PC9902-1224
原計畫編號:NSC98-2314-B182-007-MY3