11β-羟类固醇脱氢酶1型对2型糖尿病影响及干预研究

论文摘要

背景近年2型糖尿病患病率急剧升高,已严重地威胁着人类的健康,其发病机制主要是胰岛素抵抗（IR）和β细胞功能的损伤。胰岛素抵抗是指外周胰岛素敏感组织（主要是肝、脂肪、骨骼肌）对胰岛素诱导葡萄糖摄取利用下降和肝糖输出增加,导致需要超生理剂量的胰岛素才能发挥作用;β细胞功能损伤包括β细胞分泌胰岛素的功能和β细胞数量的下降。但损伤的具体机制仍然不清楚。人们发现严重的库欣综合征病人具有2型糖尿病的特征,其病理生理是过量的糖皮质激素（GCs）可引高胰岛素血症、脂代谢异常、糖耐量异常、高血压、腹型肥胖,最后可发展成糖尿病。然而循环中糖皮质激素水平不高成为研究的疑点。目前发现局部脂肪组织细胞糖皮质激素浓度升高可引起胰岛素抵抗,且独立于循环中糖皮质激素水平,这主要是具有组织特异性的11β类固醇脱氢酶1型（11β-HSD1）能将循环中无活性的糖皮质激素代谢产物（11-OXO-corticoid）转化为有活性的糖皮质激素（11-OH-corticoid）,进行受体前调解,改变局部激素生物效应。11β-HSD1在组织广泛表达,包括肝脏、肌肉、脂肪、胰岛、大脑、心脏等。流行病学提示2型糖尿病存在慢性应急,推测过量的11-OXO-corticoid为11β-HSD1提供底物,造成局部组织糖皮质激素水平增高,扩大激素效应。糖皮质激素主要作用是对抗胰岛素外周作用,促进肝糖异生,直接抑制胰岛素分泌,并参与细胞分化、组织发育和器官成熟,调节细胞周期,促进细胞凋亡。因而假设在某种遗传和环境因素的影响下,胰岛及其外周组织11β-HSD1过表达,造成胰岛β细胞慢性损伤和胰岛素抵抗。目的1.探讨2型糖尿病中胰岛11β类固醇脱氢酶1型的表达及其对胰岛β细胞功能的影响,以及可能的途径。2. 11β类固醇脱氢酶1型在2型糖尿病外周组织的表达（肝脏、肌肉、脂肪）和胰岛素抵抗的关系。方法1体内实验①建立2型糖尿病动物模型。②腹腔葡萄糖耐量试验,并评价胰岛β细胞功能和胰岛素抵抗程度③检测空腹血脂、糖皮质激素,了解代谢和应急状态。④同时检测胰岛、肝脏、脂肪、骨骼肌组织11β-HSD1基因和蛋白表达,并分别分析其表达与胰岛功能和胰岛素抵抗的关系。⑤利用11β-HSD1抑制剂生胃酮（carbonoxlone,CBX）进行干预研究。2.体外试验用不同浓度的葡萄糖和游离脂肪酸（Free fat acid,FFA）及加或不加酶底物干预离体培养的原代胰岛β细胞,用MTT法分析细胞的生成活力,流式-PI分析细胞凋亡,葡萄糖刺激胰岛素释放试验（Glucose stimulating insulin secretion, GSIS）,酸醇抽提法和放免法检测细胞内胰岛素含量,并检测胰岛β细胞11β-HSD1基因和蛋白的表达和Pdx1（Pancreatic and duodenal homeobox factor-1）基因表达。结果1. 2型糖尿病动物模型胰岛11β-HSD1高表达,与空腹血糖（FBG）正相关;与空腹胰岛素（FINS）、HOMA-β%和AUC-I/G负相关;与血浆皮质酮高低无相关性;与Pdx1表达负相关。2. 2型糖尿病动物模型外周组织肝脏、脂肪、骨骼肌高表达11β-HSD1,DM、FD和NC组11β-HSD1表达与GCs、FINS、IR、TG、TCh和（AUC-I/G）明显相关。CDM干预治疗后血脂、IR、胰岛β细胞胰岛素分泌反应改善,血糖皮质激素水平降低。3.①原代胰岛β细胞表达11β-HSD1,在有底物共孵育时,11β-HSD1表达明显增加,酶的活性增加。②11β-HSD1表达和活性与葡萄糖浓度和FFA浓度呈剂量依赖性。③胰岛β细胞11β-HSD1表达与β细胞生成能力负相关和细胞凋亡正相关,与β细胞胰岛素颗粒含量、对葡萄糖刺激反应性负相关。④胰岛β细胞11β-HSD1mRNA表达与Pdx1mRNA负相关。⑤11β-HSD1抑制剂CBX对胰岛β细胞有一定的保护作用。结论STZ和高脂饮食诱导的2型糖尿病大鼠胰岛β细胞高表达11β-HSD1,使胰岛局部糖皮质激素增加,扩大激素局部效应,抑制胰岛β细胞胰岛素分泌,诱导慢性胰岛β细胞凋亡。同时,外周组织高表达11β-HSD1,加重胰岛素抵抗和血脂紊乱。提示阻止11β-HSD1表达和活性可能是2型糖尿病的一个病因治疗。

论文目录

• 英文缩略词表
• 摘要
• Abstract
• 正文
• 前言
• 第一部分
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 第二部分
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 第三部分
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 第四部分
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 总结
• 研究结果提示和需要进一步研究之处
• 综述
• 附录1 主要的仪器设备
• 附录2 主要试剂和实验步骤
• 学习期间撰写和发表论文
• 致谢