荣立洋, 黄伟东, 罗心如, 吴惠妃, 姚丽梅, 李伟荣
营养学报. 2026, 48(3): 290-299.
目的 探讨β-羟基丁酸(β-hydroxybutyrate,BHB)对高浓度胰岛素诱导的SH-SY5Y细胞能量代谢障碍的改善作用,并分析其与SIRT2信号通路的关系。方法 采用150 nmol/L胰岛素作用48 h建立SH-SY5Y细胞胰岛素抵抗模型,随后给予10 mmol/L BHB干预24 h;采用CCK-8法检测细胞活力,2-NBDG荧光探针检测葡萄糖摄取能力,ELISA法检测炎症因子及氧化应激指标,DCFH-DA和JC-1荧光染色分别检测细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平及线粒体膜电位,生化试剂盒检测ATP含量、NAD⁺/NADH比值及线粒体呼吸链复合物活性,Western blot检测磷酸化胰岛素受体底物-1(丝氨酸307位点)[phosphorylated insulin receptor substrate-1 at serine 307,p-IRS-1(Ser307)]、沉默信息调节因子同源蛋白2(sirtuin 2,SIRT2)、乙酰化α-微管蛋白(赖氨酸40位点)[acetylated α-tubulin at lysine 40,Ac-α-tubulin(Lys40)]、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha,PGC-1α)及线粒体转录因子A(mitochondrial transcription factor A,TFAM)蛋白表达。结果 与正常对照组相比,模型组细胞活力及葡萄糖摄取能力显著下降,p-IRS-1(Ser307)表达升高,提示胰岛素抵抗模型构建成功;模型组白细胞介素(interleukin,IL)-6、IL-17及肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)水平升高,白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10)水平降低,ROS及丙二醛(malondialdehyde,MDA)增加,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性下降;同时线粒体膜电位降低,ATP含量、NAD⁺/NADH比值及呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ活性均明显下降。BHB干预后,细胞活力显著提高,炎症因子失衡得到改善,ROS生成减少,SOD活性升高,MDA含量下降,线粒体膜电位恢复,ATP生成及呼吸链功能增强;进一步机制研究显示,BHB显著上调SIRT2蛋白表达,降低Ac-α-tubulin(Lys40)/α-tubulin比值,并促进PGC-1α和TFAM表达。结论 BHB可显著改善高浓度胰岛素诱导的SH-SY5Y细胞能量代谢障碍,其作用机制可能与激活SIRT2、增强去乙酰化功能并促进线粒体生物发生有关。