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

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。