YC-1誘導大鼠脂肪細胞進行脂訪分解之機制研究

YC-1 (3-(5’-hydroxymethyl-2’-furyl)-1-benzylindazole) 是一種化學合成物，可以活化guanylyl cyclase (GC) 並增加細胞內cGMP與cAMP的濃度。脂肪細胞是體內能量儲存與調控內分泌的重要細胞之一。根據已往的研究指出在促進脂肪細胞進行脂肪分解的途徑中，荷爾蒙先透過與 adrenoceptor的結合活化adenylate cyclase (AC) 使細胞內cAMP濃度上升，並經由cAMP-dependent protein kinase (PKA) 途徑磷酸化hormone-sensitive lipase (HSL) 與perilipin來達到誘導脂肪分解的作用。可是近年來發現除cAMP之外，cGMP也對於脂肪分解以及其他與脂肪分解有關之蛋白質也有影響，但其機制並不十分清楚。因此我們以YC-1 (guanylyl cyclase activator) 作為增加脂肪細胞內cGMP含量之刺激物質，來探討YC-1與脂肪分解之相關機制。本研究以分離出的大鼠初級脂肪細胞為研究對象，經YC-1處理2小時後分別測定游離脂肪酸與甘油之釋放量，以探討YC-1是否與脂肪分解有關。另外透過兩種抑制劑：KT5823 (PKG inhibitor) 與KT5720 (PKA inhibitor) 來研究YC-1誘導脂肪分解之途徑，是否為增加cGMP而活化PKG來調控，還是間接透過其他途徑增加cAMP而活化PKA，因而造成脂肪分解。接著再以ODQ (guanylyl cyclase inhibitor)處理，抑制YC-1與guanylyl cyclase結合而引起的作用，同時並以EIA測定大鼠脂肪細胞內cGMP與cAMP的濃度，藉此來驗證YC-1與脂肪分解的關聯性。
我們的研究結果發現，以60 M YC-1刺激2小時有顯著促進脂肪分解的效果，並且由抑制劑的處理證實YC-1誘導脂肪分解是經由PKA途徑而不透過PKG途徑。此外，進一步抑制guanylyl cyclase後發現可以抑制YC-1促進脂肪分解的能力，故在脂肪細胞中YC-1是透過guanylyl cyclase來作用。接著由EIA測定發現YC-1可以增加細胞內cGMP與cAMP的濃度，而且cGMP的濃度與顯著上升的時間點皆高於且優先於cAMP；另以ODQ抑制guanylyl cyclase則會明顯抑制cGMP的產生。另外加入insulin活化PDE3B後，發現可以抑制由YC-1所促進的脂肪分解現象。最後透過western blotting的方式，證實YC-1誘導脂肪分解的途徑與ERK無關，僅與cAMP-PKA途徑有關。由我們的結果證實YC-1與脂肪分解有關，且透過活化guanylyl cyclase後可以藉由增加的cGMP來抑制PDE3B而減少cAMP的水解，間接導致脂肪細胞內cAMP濃度的增加，進而活化PKA而產生脂肪分解的作用。所以本實驗透過YC-1的處理，驗證了在大鼠脂肪細胞中cGMP與脂肪分解的關係，並希望以此cGMP途徑可以提供研究脂肪分解的另一種新的方向。