目的:近几十年来,肥胖的患病率是显著增加的。肥胖是导致胰岛素抵抗的重要因素,并且会增加糖尿病的患病风险。之前的许多研究已经报道,肥胖损坏肝脏葡萄糖异生是导致肝脏胰岛素抵抗的重要原因。虽然很多研究已经揭示了肝脏胰岛素抵抗在2型糖尿病发病中起到的关键性作用,但是在自然状态下,由肥胖导致胰岛素抵抗进而引发2型糖尿病的具体机制还不是很清楚。在本研究中,我们试图利用蛋白质组学策略去研究在自然状态下肥胖导致糖尿病的具体发病机制。方法:1.利用昆明动物所这个灵长类动物研究优势平台,我们参照猕猴的体重、BMI、空腹血糖、糖化血红蛋白等生理生化指标,对其进行筛选。2.为研究肝脏在糖尿病发病中重要作用,我们利用SILAC技术对自发性肥胖和糖尿病猕猴肝脏进行蛋白质组学分析。3.通过生物信息方法,对差异表达的蛋白进行GO和KEGG pathway分析,找到疾病发生发展过程中,发生变化的信号通路。4.利用生理病理、生化和功能分析等手段,对蛋白质组学结果进行验证。结果:1.通过大规模筛选,共筛选出三只自发性肥胖和三只自发性糖尿病猕猴,发现他们的症状和糖尿病患者非常相似。2.蛋白质组学结果共鉴定出3509个蛋白质,其中组与组之间差异表达的蛋白有185个。3.通过GO和KEGG pathway分析,结果显示,相比于正常组猕猴,肥胖猕猴表现出上调的脂肪酸β氧化、过氧化物酶体途径以及半乳糖代谢途径,而糖尿病表现出上调的氧化磷酸化(OXPHOS)和支链氨基酸降解途径等。4.组织切片和Western Blot结果显示,肥胖组肝脏出现明显脂肪堆积,并同时出现上调的脂肪合成和脂肪酸氧化。5.Western Blot结果证实糖尿病猕猴肝脏上调氧化磷酸通路相关蛋白,但功能分析,并没有检测到上调的ATP水平,提示上调的氧化磷酸化蛋白水平和受损的线粒体自噬有关。6.生理指标和Western Blot结果均显示,糖尿病猕猴表现出明显的肝脏损伤,并且证实是由于肝脏中升高的ROS触发肝细胞凋亡所致。结论:总而言之,我们通过对猕猴大规模筛选,成功筛选出自发性肥胖和糖尿病猕猴,并通过定量蛋白质组学方法,共鉴定出185个差异表达的蛋白质,这些蛋白质可能在肝脏脂肪变性以及肝脏胰岛素抵抗中发挥着重要作用,其中脂肪酸氧化、氧化磷酸化途径以及支链氨基酸降解途径在疾病状态中发生了变化。另外,通过生化手段我们也论证了蛋白质组学的结果。在此项研究中,我们更加深入的探讨了,在自然状态下由肥胖导致胰岛素抵抗的具体机制,从而深化了我们对人类糖尿病发病机制的认识。