高游离脂肪酸对胰岛α细胞分泌功能的影响及其机理探讨

论文摘要

目的：探讨高脂饲养肥胖大鼠的胰高糖素分泌功能变化及大剂量STZ去B细胞处理的肥胖大鼠α细胞胰岛素信号转导通路分子的表达情况及其可能机理。方法：30只SD大鼠分为高脂饲料饲养的肥胖（HFD）组和普通饲料饲养的正常对照（ND）组饲养20周：（1）检测血糖、空腹胰岛素（FINS）、胰高糖素、游离脂肪酸（FFA）、甘油三酯（TG）水平；（2）正常血糖高胰岛素钳央试验评价外周胰岛素抵抗程度；（3）离体胰岛细胞表面灌注检测胰高糖素的动态分泌变化，（4）给予大剂量STZ去β细胞处理，使用胰岛素控制血糖，5天后处死动物，采用HE及免疫组化染色检测胰岛面积及α、β细胞面积变化，胰腺匀浆检测胰岛素及胰高糖素含量，建立去β细胞大鼠模型，即ND-B组，HFD-B组，分离胰岛细胞。（5）采用实时RT-PCR方法比较两组大鼠α细胞胰高糖素、胰岛素受体底物-1（IRS-1）、胰岛素受体底物-2（IRS-2）、磷酯酰肌醇3激酶（PI3-K）的mRNA表达的情况。结果：（1）HFD组葡萄糖输注率（GIR）明显低于ND组(5.25 mg·min-1·kg-1±1．2mg·min-1·kg-1 vs 13.56 mg·min-1·kg-1±1.7mg·min-1·kg-1,P<0.01)，HFD组血FFA、FINS及胰高糖素水平显著高于ND组（FFA 508（394-622）μmol/L vs 325（240-410）μmol/L，FINS 23．7（14．0-33．4） mIU／L vs 11．5（3．6-19．4） mIU/L；胰高糖素345（298．6-391．4） pg/ml vs 256（226．4-285．6） pg/ml；P<0．05）；（2）胰岛细胞表面灌注HFD组基础胰高糖素的分泌高于ND组（P<0．01），16．7mmol／L葡萄糖灌注后HFD组胰岛的胰高糖素分泌未受抑制，（3）去β细胞ND鼠胰岛面积约为正常大鼠1／7，β细胞面积占胰岛面积比例也由正常状念的74．3％下降到5．4％，胰腺匀浆液胰岛素的含量不到正常的3％，胰高糖素的含量未下降反而略有上升。α细胞由周边聚集到胰岛中央，α细胞面积占胰岛面积比例也由正常状态的16．4％上升到76．5％，高脂肥胖大鼠与ND鼠处理后结果类似，得到去β大鼠模型ND-B组，HFD-B组。（4）与ND-B组相比，HFD-B组α细胞胰高糖素mRNA的表达增高34．2％，IRS-2及PI3-K mRNA分别降低28．5％、21．3％（P<0．01），而IRS-1仅降低7％（P>0．05）。（5）相关分析显示：血FFA水平与GIR呈明显负相关（r=-0．675，P<0．01）；且与α细胞IRS-2 mRNA表达也呈明显负相关（r=-0.458 P<0．05）。结论：高脂饲养肥胖大鼠存在胰高糖素分泌亢进，升高的胰岛素水平不能降低其分泌，胰岛α细胞胰岛素信号转导分子表达降低，存在胰岛素抵抗且与血FFA水平升高有关。目的：探讨高脂饲养大鼠胰岛α细胞的分泌功能、胰岛素信号转导通路分子、炎症通路分子基因的表达变化以及吡格列酮干预的影响，并探讨其可能的机理。方法：SD大鼠随机分为3组，正常饲养组（ND）、高脂饲养组（HFD）、高脂+吡格列酮组（HP）。饲养20周后（1）检测FINS、胰高糖素、FFA、高敏C反应蛋白（hsCRP），肿瘤坏死因子-α（TNF-α），白介素-6（IL-6）、血及胰腺组织丙二醛（MDA）、还原型谷胱苷肽（GSH）及硝基酪氨酸（NT）水平；（2）正常血糖高胰岛素钳夹试验评价外周胰岛素抵抗程度；（3）离体胰岛细胞表面灌注检测胰高糖素的动态分泌变化，（4）同时三组大鼠各随机入组8只给予大剂量STZ去β细胞处理，分为正常去β细胞组（ND-B），高脂去β细胞组（HFD-B），高脂+吡格列酮去β细胞组（HP-B），采用实时定量PCR方法比较三组去β细胞大鼠α细胞胰高糖素、IRS-1、IRS-2、PI3-K、核因子-κB（NF-κB）、核因子κB抑制蛋白（IκBα）mRNA表达的情况。结果：（1）HFD组GIR明显低于ND组，血FINS、胰高糖素、FFA及hsCRP、TNF-α、IL-6水平均显著高于ND组；HFD组大鼠血清及胰腺组织中MDA、NT明显升高，而GSH明显低于正常组；而HP组以上各项指标较HFD组均明显改善。（2）胰岛细胞表面灌注HFD组基础胰高糖素的分泌高于ND组（P<0．01），16．7mmol／L葡萄糖灌注后HFD组胰岛的胰高糖素分泌未受抑制（见第一部分），HP组逆转了这种变化。（3）与ND-B组相比，HFD-B组α细胞胰高糖素mRNA的表达增高，IRS-2及PI3-KmRNA降低，而IRS-1变化不大。NF-κB mRNA的表达增高20．5％，IκBαmRNA表达降低24．3％（均P<0．01）。HP-B组较HFD-B组胰高糖素、IRS-2及PI3-KmRNA分别改善40．6％、57．2％、60．6％，NF-κB、IκBαmRNA分别改善78．3％、58．8％。（4）相关分析显示：血FFA水平与GIR呈明显负相关（r=-0．675，P<0．01）；与α细胞IRS-2mRNA表达也呈明显负相关（r=-0．458 P<0．05），与NF-κB mRNA表达呈正相关（r=0．775 P<0．05）。结论：高脂饮食诱导的肥胖大鼠胰高糖系分泌增加，去β细胞的肥胖大鼠胰岛α细胞存在胰岛素信号受阻及胰岛α细胞炎症通路活化，且均与血FFA水平升高有关，升高的血FFA可能通过诱导氧化应激反应增强使胰岛α细胞炎症通路活化导致α细胞胰岛素抵抗，吡格列酮能降低FFA水平，减轻氧化应激从而抑制炎症通路活化，改善α细胞胰岛素信号转导，逆转α细胞胰岛素抵抗。目的：探讨长时间不同浓度棕榈酸对体外培养仓鼠肿瘤α细胞株INR1-G9的分泌功能的影响及可能机理。方法：用不同梯度浓度棕榈酸（0．125mmol／L、0．25mmol／L、0．5mmol／L）培养仓鼠胰岛α细胞肿瘤株INR1-G9，24h、48h和72h后检测α细胞分泌功能的变化及细胞内胰高糖素含量。检测不同棕榈酸浓度培养72h的细胞TG含量，并采用实时定量RT-PCR方法检测INR1-G9细胞胰高糖素mRNA的表达变化，Westernblotting检测胰岛素及PI3-K抑制剂（wortmannin）对胰岛素信号转导下游分子PKB/Akt的磷酸化情况的影响。结果：（1）棕榈酸刺激INR1-G9细胞胰高糖素分泌为时问和剂量依赖性，作用24h时在棕榈酸0．5mM浓度培养时、作用48h及72h时各浓度棕榈酸组较对照组均达统计学差异（P<0．05）。（2）随棕榈酸作用时间延长及浓度增加细胞内胰高糖素含量逐渐减少，最终在48h棕榈酸0．5mM组，72h棕榈酸0．25mM、0．5mM组达统计学差异。（3）棕榈酸培养的72h各组INR1-G9细胞胰高糖素的mRNA表达较对照组仅有轻微增加趋势。（4）棕榈酸增加培养72h各组细胞内TG沉积并呈剂量依赖性，随棕榈酸浓度升高细胞内TG含量增加，与无脂肪酸的对照组比较各组均有统计学差异（P<0．05），在0．5mmol／L棕榈酸浓度下达显著差异（P<0．01）。（5）PI3-K抑制剂及FFA略降低INR1-G9细胞Akt磷酸化水平但未达统计学差异，胰岛素增加了各组细胞的Akt磷酸化水平，但高FFA组的升高程度明显低于无FFA组；在加入了胰岛素的基础上再给予PI3-K抑制剂后，各组Akt磷酸化水平均明显下降，但高FFA组Akt磷酸化水平抑制率明显低于无FFA组。结论：棕榈酸促进仓鼠α细胞肿瘤株INR1-G9细胞胰高糖素分泌，且为时间和剂量依赖性；α细胞内胰高糖素含量随作用时间延长及浓度增加逐渐减少，而胰高糖素的基因表达未见明显变化，提示棕榈酸主要刺激了胰高糖素的释放。棕榈酸对胰高糖素的分泌功能的影响可能与其增加α细胞TG含量、抑制α细胞上胰岛素介导的P13K/Akt信号通路有关。

论文目录

• 中英文缩略词表
• 中文摘要
• Abstract
• 论文正文
• 第一部分 高脂饲养大鼠胰岛α细胞分泌功能变化及机理
• 前言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 第二部分 胰岛α细胞胰岛素抵抗与炎症通路激活的关系及吡格列酮的影响
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 第三部分 高游离脂肪酸对体外培养α细胞分泌功能的影响及其机理
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 全文总结
• 附录1:发表论文、参会情况、会议收编及基金情况
• 附录2:中华系列发表论著复印件
• 综述
• 脂毒性与胰岛α细胞胰岛素抵抗的关系研究进展
• 参考文献
• 致谢