PTEN和GLP-1类似物利拉鲁肽在游离脂肪酸诱导β细胞损伤中作用的研究

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肥胖是2型糖尿病(T2DM)发生和发展最主要的危险因素，其显著特征是患者体内游离脂肪酸（Freefattyacid，FFA）持续升高。越来越多的证据表明，血浆FFA浓度的升高不仅可以增加周围组织的胰岛素抵抗，还可以损害β细胞功能，抑制葡萄糖刺激的胰岛素分泌和β细胞增殖，诱导β细胞凋亡，降低β细胞数量，最终导致糖尿病的发生与发展。因此，减少FFA对β细胞损伤可能是一种新的2型糖尿病治疗策略。
　　PTEN是一个具有磷酸酶活性的抑癌基因，其突变缺失可导致很多肿瘤的发生。近来研究发现，PTEN除在肿瘤的发生中发挥重要作用外，在糖尿病的发生与发展中也起到一定的作用。Akt是PTEN主要的下游基因，还受到PI3K的调节，而胰岛素受体底物（IR2/PI3K）通路在β细胞功能和数量的调节中发挥重要的作用。因此，PTEN可以通过拮抗PI3K通路影响β细胞功能。另外，PTEN的磷酸酶活性可以将PIP3去磷酸化为PIP2。PIP2是一个重要的内源性的ATP敏感性钾离子通道调节因子。因此PTEN可能通过PIP2间接调节KATP通道，影响胰岛素分泌。
　　利拉鲁肽是一种经过修饰的GLP-1类似物。GLP-1对β细胞有一定的保护作用，它不仅可以提高葡萄糖刺激的胰岛素分泌，改善β细胞功能，而且还可以促进β细胞增殖，抑制β细胞凋亡。研究表明，GLP-1的这些功能是可以通过对KATP通道和Akt通路的调节来实现的。因此利拉鲁肽有可能通过对KATP通道和Akt通路的调节来改善PTEN介导的游离脂肪酸对β细胞的损伤。
　　为了探讨PTEN和利拉鲁肽在游离脂肪酸诱导β细胞损伤中的作用，本研究进行了如下实验：
　　实验一、PTEN在游离脂肪酸诱导β细胞凋亡中的作用
　　目的：探讨PTEN在游离脂肪酸诱导的β细胞凋亡中是否发挥作用。方法：应用棕榈酸处理βTC-3细胞，构建FFA诱导β细胞凋亡模型，应用siRNA敲除PTEN。分别应用MTT比色实验，流式法检测细胞活力和细胞凋亡情况。采用RealtimePCR和Westernblot法检测PTENmRNA和蛋白水平的变化。应用Westernblot法检测p-Akt，Akt和Active-Caspase3的改变。结果：MTT和流式结果显示棕榈酸可以降低β细胞活力，诱导β细胞凋亡。Westernblot结果显示经棕榈酸处理24h后β细胞p-PTEN和p-Akt蛋白表达下降，Active-Caspase3蛋白表达增加。RealtimePCR检测结果显示棕榈酸处理后β细胞PTENmRNA增加。β细胞经PTENsiRNA转染后，棕榈酸诱导的β细胞凋亡减少，p-Akt蛋白表达增加，Active-Caspase3蛋白表达减少。结论：棕榈酸可以促进PTEN转录，增加PTEN活性，从而抑制Akt激活促进β细胞凋亡。PTEN参与了棕榈酸诱导的β细胞凋亡。
　　实验二、PTEN对β细胞ATP敏感性钾离子通道的影响
　　目的：探讨游离脂肪酸对β细胞ATP敏感性钾离子通道影响及PTEN在此过程中的作用。方法：βTC-3细胞经棕榈酸处理24h后应用放免法检测2.8mM和22.4mM葡萄糖刺激的胰岛素分泌。再分别应用Dotblot和RealtimePCR检测KATP通道活性相关基因PIP2和KATP通道亚基Kir6.2和SUR1mRNA的表达。βTC-3细胞分别经ControlsiRNA和PTENsiRNA转染后，再用1mM棕榈酸处理24h，应用RealtimePCR检测Kir6.2和SUR1mRNA的表达。结果：细胞经棕榈酸处理后葡萄糖刺激的胰岛素分泌（GSIS）,Kir6.2和SUR1的mRNA下降，PIP2增加。经PTENsiRNA转染细胞的Kir6.2和SUR1mRNA表达高于经ControlsiRNA转染细胞。结论：PTEN通过调节PIP2和KATP通道亚基Kir6.2和SUR1参与FFA对β细胞ATP敏感性钾离子通道影响。
　　实验三、利拉鲁肽对游离脂肪酸介导的β细胞损伤的保护作用
　　目的：探讨GLP-1类似物利拉鲁肽对游离脂肪酸介导β细胞损伤的保护作用。方法：βTC-3细胞经利拉鲁肽处理24h后，应用RealtimePCR检测Kir6.2mRNA。细胞单独经利拉鲁肽处理24h，或经利拉鲁肽预处理1h之后加入棕榈酸共孵育24h，用RealtimePCR检测Kir6.2mRNA，应用Westernblot检测p-Akt、Akt、Active-Caspase3的表达。结果：经利拉鲁肽处理后Kir6.2mRNA和p-Akt表达增加，Active-Caspase3表达下降。利拉鲁肽与棕榈酸共孵育细胞组Kir6.2mRNA和p-Akt高于单独棕榈酸处理的细胞组，Active-Caspase3低于棕榈酸处理细胞组。结论：利拉鲁肽作为一种新型的糖尿病治疗药物可以拮抗PTEN的作用，改善β细胞功能，减少游离脂肪酸诱导β细胞凋亡。

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作者
张静;
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作者单位

第四军医大学;

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授予单位第四军医大学;
学科内科学(内分泌代谢)
授予学位博士
导师姓名姬秋和;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类脂肪代谢障碍;
关键词
肥胖; 游离脂肪酸; β细胞损伤; PTEN抑癌基因; 利拉鲁肽; 钾离子通道; 保护作用;

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