二甲双胍作用机制研究进展(关键靶点AMPK的核心作用)

AMPK:二甲双胍作用的关键机制JinwenshengEndocrinol.Dept.GuanzhouGeneralHospitalofPLA二甲双胍：特殊的历史•16世纪法国发现一种丁香花提取物具有降低血糖的作用（见slide1）•1960年代前后二甲双胍在欧洲开始使用，但到1995年才开始被美国接受•作用机制长期受到争议，甚至忽视，根本机制不明确•随着对糖尿病病理生理认识的加深，二甲双胍在糖尿病治疗中的地位日益重要并被多个权威组织认可•可以预见，二甲双胍已经并继续成为糖尿病的基础用药，成为糖尿病最广泛的用药但是我们对它仍然知道的不多、不深…….28July2007(Vol335,No7612)Metforminremainsthebesttreatmentfortype2diabetesBMJ2007;335:179二甲双胍的作用机制•抑制肝脏葡萄糖输出•促进骨骼肌摄取葡萄糖•抑制肠道葡萄糖吸收AnnInternMed.2002;137:25-33Diabetes49:2063–2069,2000葡萄糖合成胰岛素糖摄取脂肪分解脂肪酸血糖Stumvolletal.Lancet2005二甲双胍作用部位次要作用主要作用次要作用二甲双胍抑制肝脏葡萄糖输出NataliandFerrannini,Diabetologia2006，49:434-441,空腹血糖(变化率%)内源性葡萄糖生成(变化率%)二甲双胍剂量(mg/天)内源性葡萄糖生成(变化率%)开放性试验安慰剂对照试验二甲双胍的作用机制•抑制肝脏葡萄糖输出•促进骨骼肌摄取葡萄糖•抑制肠道葡萄糖吸收更深的机制？AnnInternMed.2002;137:25-33Diabetes49:2063–2069,2000AMPK是二甲双胍作用的靶点？AMPK：能量代谢调节因子J.Clin.Invest.116:1776–1783(2006).AMPK参与体内很多代谢过程DGHardie.Endocrinology2003.144:5179–5183.Met活化AMPK，抑制ACC活性metforminmetformin二甲双胍剂量依赖激活AMPK：SD大鼠原代肝细胞孵育Met抑制ACC活性（原代肝细胞）J.Clin.Invest.108:1167–1174(2001).Met活化AMPK抑制肝细胞脂肪合成促进脂肪分解Met促进肝细胞脂肪酸氧化Metformin(500μM,4hours)AICAR(500μM,4hours)Met抑制肝细胞脂肪合成酶表达J.Clin.Invest.108:1167–1174(2001).Met激活骨骼肌AMPK，促进葡萄糖摄取J.Clin.Invest.108:1167–1174(2001).Met抑制SREBP-1J.Clin.Invest.108:1167–1174(2001).AMPK是Met的降糖作用靶点二甲双胍激活AMPK的过程J.Clin.Invest.117:1422–1431(2007).1、进入细胞2、激活AMPK1、Met怎样进入细胞并发挥作用的？PNAS2003,100:5902–5907Met通过OCT1摄取过表达OCT1的HEK-OCT细胞，二甲双胍摄取增加（不表达OCT1对照组不摄取）OCT1基因敲除小鼠肝细胞摄取二甲双胍减少J.Clin.Invest.117:1422–1431(2007).OCT1敲除或变异小鼠二甲双胍降糖作用减弱J.Clin.Invest.117:1422–1431(2007).Metformin-Metformin+2、Met如何激活AMPK？二甲双胍并不直接作用于AMPK二甲双胍不能激活体外纯化的AMPK（SD大鼠原代肝细胞）J.Clin.Invest.108:1167–1174(2001).肝脏AMPK活化依赖LKB1A.不表达LKB1小鼠肝脏，其AMPK活化障碍B.AMPK活化障碍导致其对TSC肿瘤抑制物活化障碍，后者对mTOR的抑制解除，活性增加。mTOR激活4E-BP-1和S6K1，后者进而激活S6（mTOR途径活化可导致胰岛素抵抗）mTOR活化水平Science310,1642(2005)二甲双胍激活AMPK以及降血糖作用依赖LKB1Science310,1642(2005)二甲双胍激活LKB1发挥作用LKB1脂肪酸合成肝糖输出肝脂肪糖异生AMPKTSC肿瘤抑制物活化mTOR抑制metforminScience310,1642(2005)降血糖作用的其他途径——抑制线粒体功能？Met抑制复合物I依赖的氧化磷酸化H4IIE细胞MetforminandphenformininhibitNADH-dependentrespirationbyisolatedmitochondriaandSMPsWister大鼠肝线粒体InhibitionbymetforminofmitochondrialrespirationinpermeabilizedrathepatomacellsBiochem.J.(2000)348,607±614abc二甲双胍抑制氧化磷酸化，抑制糖异生，促进糖酵解Changesinkeymetaboliteconcentrationsandratiosafterincubationofhepatocyteswith2mMmetforminfor3hInhibitionofgluconeogenesisbymetformininisolatedrathepatocytesBiochem.J.(2000)348,607±614二甲双胍抑制氧化磷酸化发挥作用ComplexIMetforminPEPCK糖酵解BeforeATP/(AMP+ADP)PK糖异生降血糖作用的其他途径——刺激内啡肽释放激活受体二甲双胍刺激肾上腺释放内啡肽激活受体途径发挥降糖作用Met刺激肾上腺释放BERDiabetes55:819–825,2006-endorphin–likeimmunoreactivity(BER).阻断阿片样受体抵消二甲双胍的降糖作用Diabetes55:819–825,2006受体活化增加GluT4表达，抑制PEPCK表达Diabetes55:819–825,2006二甲双胍激活阿片受体降低血糖肾上腺Metformin阿片受体GluT4Beta内啡肽PEPCK血糖小结：二甲双胍的降糖机制metforminMitochondrialComplexIEndophin/opiodRAMPKAnti-diabeticeffectOCT1OCT1OCT1LKB1Thankyou!