Psat1及其产物在制备调节胰岛素敏感性的药物中的用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物医药领域，更具体地，本发明涉及PSATl及丝氨酸在制备调节胰 岛素敏感性的药物中的用途。
【背景技术】
[0002] 胰岛素抵抗是指胰岛素不能有效激活下游信号通路，是2型糖尿病的主要特征。 在2型糖尿病病人中，营养因素是发生胰岛素抵抗的重要因素。但本领域中对于目前非必 需氨基酸在胰岛素敏感性的调节过程中具体扮演怎样的角色仍然不是很清楚。
[0003] 磷酸化丝氨酸氨基转移酶I(PSATl)最早在羊脑中纯化而来，在肝脏、脑、肾脏以 及胰腺等很多组织中都有表达。PSATl是参与丝氨酸合成的酶类，丝氨酸合成过程中分三 步，PSATl负责第二步，将3-磷酸羟基丙酮酸催化成L-丝氨酸。近年来研究表明丝氨酸可 以调节很多过程，作为丝氨酸的合成酶之一，PSATl也有很重要的功能，例如，PSATl缺乏可 以导致顽固性癫痫及小头症，并且高PSATl表达和结肠癌的发生密切相关。
[0004] 但是，目前本领域中对于PSATl对胰岛素敏感性的是否具有影响作用尚不清楚。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供PSATl及其产物在制备调节胰岛素敏感性的药物中的用 途。
[0006] 在本发明的第一方面，提供一种磷酸化丝氨酸氨基转移酶1或其上调剂的用途， 用于制备提高（哺乳动物）胰岛素敏感性或抑制胰岛素抵抗的组合物（包括：食物组合物 和药物组合物）。
[0007] 在一个优选例中，所述的组合物用于预防或治疗糖尿病（较佳地，为2型糖尿病）。
[0008] 在另一优选例中，所述的组合物还用于：降低毛球蛋白同源基因 （tribbles homolog) 3 (TRB3)的表达；和/或提高肝脏组织中丝氨酸水平。
[0009] 在另一优选例中，所述的磷酸化丝氨酸氨基转移酶1的上调剂是过表达磷酸化丝 氨酸氨基转移酶1的重组构建物。
[0010] 在另一优选例中，所述的磷酸化丝氨酸氨基转移酶1的上调剂是过表达磷酸化丝 氨酸氨基转移酶1的腺病毒。
[0011] 在本发明的第一方面，提供一种丝氨酸的用途，用于制备提高（哺乳动物）胰岛素 敏感性或抑制胰岛素抵抗的组合物（包括：食物组合物和药物组合物）。
[0012] 在一个优选例中，所述的组合物用于预防或治疗糖尿病（较佳地，为2型糖尿病）。
[0013] 在本发明的第一方面，提供一种用于提高（哺乳动物）胰岛素敏感性或抑制胰岛 素抵抗的组合物，所述的组合物中包括：磷酸化丝氨酸氨基转移酶1或其上调剂；或
[0014] 所述的组合物中包括：丝氨酸，且该组合物中丝氨酸的量高于正常食物中存在的 丝氨酸的量的2倍以上；更佳地3倍以上。
[0015] 在另一优选例中，所述的磷酸化丝氨酸氨基转移酶1的上调剂是过表达磷酸化丝 氨酸氨基转移酶1的腺病毒。
[0016] 在另一优选例中，所述的组合物中还包括药学上可接受的载体，或食品学上可接 受的载体。
[0017] 在另一优选例中，所述的组合物中磷酸化丝氨酸氨基转移酶1或其上调剂是有效 量的。
[0018] 在本发明的第一方面，提供一种筛选提高胰岛素敏感性或抑制胰岛素抵抗的潜在 物质的方法，所述的方法包括：
[0019] (1)将候选物质与表达磷酸化丝氨酸氨基转移酶1的体系接触；
[0020] (2)检测候选物质对磷酸化丝氨酸氨基转移酶1的影响；
[0021] 若所述候选物质可提高磷酸化丝氨酸氨基转移酶1的表达、活性或分泌，则表明 该候选物质是可用于提高胰岛素敏感性或抑制胰岛素抵抗的潜在物质。
[0022] 在一个优选例中，，步骤（1)包括：在测试组中，将候选物质加入到表达磷酸化丝 氨酸氨基转移酶1的体系中；和/或
[0023] 步骤（2)包括：检测测试组的体系中磷酸化丝氨酸氨基转移酶1的表达或活性，并 与对照组比较，其中所述的对照组是不添加所述候选物质的表达磷酸化丝氨酸氨基转移酶 1的体系；
[0024] 如果测试组中磷酸化丝氨酸氨基转移酶1的表达、活性或分泌在统计学上高于 (优选显著高于，如高20%以上，较佳的高50%以上；更佳的高80%以上）对照组，就表明 该候选物质是可用于提高胰岛素敏感性或抑制胰岛素抵抗的潜在物质。
[0025] 在另一优选例中，所述的体系还表达毛球蛋白同源基因 （tribbles hom〇log)3(TRB3);所述方法还包括：检测所述体系中TRB3的存在情况，若TRB3显著降低 (如降低20%以上，较佳的降低50%以上；更佳的降低80%以上），就表明该候选物质是可 用于提高胰岛素敏感性或抑制胰岛素抵抗的潜在物质。
[0026] 在另一优选例中，所述的候选物质包括（但不限于）：针对磷酸化丝氨酸氨基转移 酶1或其上游或下游蛋白设计的干扰分子、核酸抑制物、结合分子（如抗体或配体）、小分子 化合物等。
[0027] 在另一优选例中，所述的体系选自：细胞体系（细胞培养物体系）（如肝脏细胞）、 亚细胞体系、溶液体系、组织体系、器官体系或动物体系。
[0028] 在另一优选例中，所述方法还包括：对获得的潜在物质进行进一步的细胞实验和 /或动物试验，以从候选物质中进一步选择和确定对于提高胰岛素敏感性或抑制胰岛素抵 抗有用的组合物。
[0029] 本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见 的。
【附图说明】
[0030] 图1、PSATl在细胞水平调节胰岛素敏感性
[0031] (A)细胞感染过表达PSATl腺病毒（+Ad-PSATl)或者对照GFP (绿色荧光蛋白）腺 病毒（-Ad-PSATl)，48h后，胰岛素刺激或者不刺激20min，检测胰岛素信号通路和PSATl表 达水平（上，免疫印迹图；下，p-IR，p-AKT，p-GSK3 β和PSATl统计图）；
[0032] (B)细胞感染敲减PSATl腺病毒（+Ad-shPSATl)和对照scramble腺病毒 (-Ad-shPSATl)，72h后，胰岛素刺激或者不刺激20min，检测胰岛素信号通路和PSATl表达 水平（上，免疫印迹图；下，P-IR，P-AKT，p-GSK3 β和PSATl统计图）；
[0033] (C)原代小鼠肝细胞感染PSATl过表达腺病毒24h，胰岛素刺激或者不刺激24h，检 测葡萄糖生成情况；
[0034] (D)原代小鼠肝细胞感染PSATl过表达腺病毒24h，胰岛素刺激或者不刺激24h，检 测糖原含量。
[0035] 以上实验至少重复三次，结果以平均值土SEM的形式呈现，统计显著性通过单 向ANOVA结合SNK test计算，* :p〈0. 05在A和B中表示胰岛素刺激之后，Ad-PSAT或者 Ad-shPSATl与control比较，在C和D中表示任意组与-Ad-PSATl组比较；# :ρ〈(λ 05表示 任意组与Ad-PSATl不加胰岛素刺激组比较，& :ρ〈0. 05表示胰岛素刺激之后，Ad-PSATl组 与对照组比较。
[0036] 图2、PSATl过表达提高小鼠胰岛素敏感性
[0037] 雄性C57BL/6J野生型小鼠尾静脉注射Ad-PSATl (+Ad-PSATl)或者 Ad-GFP (-Ad-PSATl)，检测：
[0038] ㈧肝脏PSATlmRNA和蛋白表达，（上，免疫印迹图；下，PSATl表达统计图）；
[0039] (B)饱腹和空腹血糖水平；
[0040] (C)饱腹和空腹胰岛素水平；
[0041] (D) HOMA-IR 指数；
[0042] (E)GTT 和 ITT;
[0043] (F)肝脏胰岛素信号通路。
[0044] 以上实验至少重复2次，结果以平均值土SEM的形式呈现，统计显著性通过双尾 student t-test 计算 Ad-PSATl 和对照组的差异（* :ρ〈0· 05)。
[0045] 图3、敲减PSATl表达降低小鼠胰岛素敏感性
[0046] 雄性C57BL/6J野生型小鼠尾静脉注射Ad-shPSATl (+Ad-shPSATl)或者 Ad-scrambled(-Ad-shPSATl)，检测：
[0047] ㈧肝脏PSATlmRNA和蛋白表达，（上，免疫印迹图；下，PSATl表达统计图）；
[0048] ⑶饱腹和空腹血糖水平；
[0049] (C)饱腹和空腹胰岛素水平；
[0050] (D) HOMA-IR 指数；
[0051] (E) GTT 和 ITT;
[0052] (F)肝脏胰岛素信号通路。
[0053] 以上实验至少重复2次，结果以平均值土SEM的形式呈现，统计显著性通过双尾 student t-test 计算 Ad-shPSATl 和对照组的差异（*:ρ〈0·05)。
[0054] 图4、肝脏PSATl表达在胰岛素抵抗条件下降低
[0055] ㈧瘦素受体缺乏（db/db)小鼠肝脏PSATl表达（上，免疫印迹图；下，PSATl表达 统计图）；
[0056] ⑶高脂喂养（+HFD) 16周小鼠肝脏中PSATl表达（上，免疫印迹图；下，PSATl表 达统计图）。
[0057] 以上实验至少重复2次，结果以平均值土SEM的形式呈现统计显著性通过双尾 student t-test计算db/db小鼠和HFD小鼠与对照组的差异（* :ρ〈0· 05)。
[0058] 图5、PSAT1过表达缓解db/db小鼠的胰岛素抵抗
[0059] 雄性 C57BL/6J db/db 小鼠尾静脉注射 Ad-PSATl (+Ad-PSATl)或者 Ad-GFP (-Ad-PSATl)，检测：
[0060] ㈧肝脏PSATl蛋白表达，（上，免疫印迹图；下，PSATl表达统计图）；
[0061] (B)饱腹和空腹血糖水平；
[0062] (C)饱腹和空腹胰岛素水平；
[0063] (D) HOMA-IR 指数；
[0064] (E)GTT 和 ITT;
[0065] (F)肝脏胰岛素信号通路。
[0066] 以上实验至少重复2次，结果以平均值土SEM的形式呈现，统计显著性通过双尾 student t-test 计算 Ad-PSATl 和对照组的差异（* :ρ〈0· 05)。
[0067] 图6、过表达PSAT1缓解小鼠的胰岛素抵抗
[0068] 雄性C57BL/6J野生型小鼠给予高脂或者正常饮食喂养14周，尾静脉注射 Ad-PSATl (+Ad-PSATl)或者 Ad-GFP (-Ad-PSATl)，检测：
[0069] ㈧肝脏PSATl蛋白表达，（上，免疫印迹图；下，PSATl表达统计图）；
[0070] (B)饱腹和空腹血糖水平；
[0071] (C)饱腹和空腹胰岛素水平；
[0072] (D) HOMA-IR 指数；
[0073] (E) GTT 和 ITT;
[0074] (F)肝脏胰岛素信号通路。
[0075] 以上实验至少重复2次，结果以平均值土SEM的形式呈现，统计显著性通过单向 ANOVA结合SNK test计算，* :p〈0. 05表示任意组与-Ad-PSATl组为正常饮食比较Λρ〈0. 05 表示高脂饮食组+Ad-PSATl与-Ad-PSATl比较。
[0076] 图7、PSATl通过TRB3调节胰岛素敏感性
[0077] (A) !fepG2 细胞感染 Ad-PSATl (+Ad-PSATl)或者 Ad-GFP (-Ad-PSATl) 48h，或者雄性 C57BL/6J野生型小鼠尾静脉注射 Ad-PSATl (+Ad-PSATl)或者 Ad-GFP (-Ad-PSATl) 7 天，检测 肝脏TRB3蛋白表达（上，免疫印迹图；下，TRB3表达统计图）；
[0078] (B) HepG2 细胞感染 Ad-shPSATl( + Ad_shPSATl)或者 Ad-scrambled (-Ad-shPSATl)72h，或者雄性C57BL/6J野生型小鼠尾静脉注射 Ad-shPSATl (+Ad-shPSATl)或者 Ad-scrambled (-Ad-shPSATl) 13 天，检测肝脏 TRB3 蛋白表 达（上，免疫印迹图；下，TRB3表达统计图）；
[0079] (C) db/db小鼠肝脏及HFD喂养16周小鼠肝脏中TRB3表达（上，免疫印迹图；下， PSATl表达统计图）；
[0080] (D) H印 1-6 细胞感染 Ad-shPSATl 病毒或者 Ad-scrambled 病毒及 Ad-shTRB3 病毒 或者Ad-scrambled病毒，IOnM胰岛素刺激3min，检测胰岛素信号通路变化（左，免疫印迹 图；右，p-IR，p-AKT，p-GSK3 β 和 PSATl 统计图）；
[0081] 雄性C57BL/6J野生型小鼠尾静脉注射Ad-shPSATl病毒或者Ad-scrambled病毒 及Ad_shTRB3病毒或者Ad-scrambled病毒，检测：
[0082] (E)肝脏PSATl及TRB3蛋白表达（上，免疫印迹图；下，PSATl及TRB3表达统计 图）；
[0083] (F)饱腹和空腹血糖水平；
[0084] (G)饱腹和空腹胰岛素水平；
[0085] (H) HOMA-IR 指数；
[0086] (I) GTT