2型糖尿病与胰岛素信号传导缺陷关系的研究.docVIP

2型糖尿病与胰岛素信号传导缺陷关系的研究摘要通过对胰岛素受体及受体后传导介质的测定，寻找2型糖尿病患者胰岛素抵抗信号传导通路中的一些共有的缺陷，为揭示其病因、寻找有效的治疗药物奠定基础。方法　用同位素示踪的方法，来测定患者外周血淋巴细胞TPK和MAPK的活性；用Fluo-3为荧光探针，来测定胞浆内Ca2+浓度；分光光度法测定一氧化氮(NO)浓度。结果　2型糖尿病病人TPK、MAPK水平下降，NO浓度降低，Ca2+浓度升高。结论　2型糖尿病患者胰岛素信号传导通路中有关信号分子存在缺陷。关键词： 2型糖尿病；信号传导；淋巴细胞2型糖尿病是一种多基因遗传因素、环境因素综合作用引起的内分泌代谢性疾病，其病理缺陷表现为胰岛素抵抗和胰岛素分泌相对不足，而胰岛素抵抗(IR)是其主要始发因素［1］。近来研究表明，胰岛素信号传导途径的异常是造成胰岛素抵抗的重要因素。胰岛素信号传导通路中的受体前、受体、受体后水平的任一环节出现障碍都会导致胰岛素抵抗。我们以人外周血淋巴细胞为标本，观察了2型糖尿病患者胰岛素受体及受体后几个重要的信号分子。通过这些研究力求寻找这些信号分子与2型糖尿病的关系，为揭示其发病机理、恢复正常信号传导途径奠定基础。 2型糖尿病患者TPK活性与正常人相比有明显下降，说明2型糖尿病患者可能存在IR的缺陷。其活性下降的机制可能是：①遗传因素：即原发性IR缺陷。已发现的21种受体基因突变均发生在结构基因上，造成IR mRNA表达改变，阻碍受体生成α、β亚基，影响信号向细胞内传导，并加速受体降解，导致受体结合胰岛素能力异常［6］。②IR磷酸化对TPK活性的影响：TPK活性与酪氨酸磷酸化区域有关。胰岛素受体自身磷酸化涉及β亚基三个结构域的Tyr位点，即近膜侧区、TPK活性区和C-末端区。不同结构域的TPK磷酸化对IR信号传递作用和生物学意义是不同的，胰岛素受体Tyr1150磷酸化是受体激酶激活的关键步骤。另外2型糖尿病患者细胞内蛋白激酶C(PKC)活化，促使IR的β亚基Ser/Thr残基磷酸化，也会引起IR自身磷酸化下降和受体激酶活性下降，导致信号系统偶联异常［7］。③IR数量下降：年龄的增加也是导致IR数量下降的因素［6］。④受体与胰岛素亲和力低下同样会导致TPK活性下降。由于2型糖尿病患者TPK活性下降，造成IR受体TPK-Ras-MAPK通路的障碍。 　　MAPK是胰岛素信号传导通路下游的重要信号分子，是信号从细胞表面传导到细胞核内重要的传递者。MAPK的作用一方面通过细胞核转录调节因子的磷酸化，引起基因水平的改变；另一方面，也可通过激活其它底物磷酸化，调节细胞的有丝分裂，发挥胰岛素的促进细胞生长等作用。从实验结果来看，2型糖尿病病人MAPK活性与正常人相比有明显下降，从而表明了MAPK级联途径是胰岛素信号传导的重要环节，也说明TPK、MAPK活性密切相关。TPK活性的下降，可能会影响其后信号分子IRS-1、Ras、Raf的激活，同样可能会影响到MAPK的活性。而MAPK对上游信号通路也存在反馈调节。 　　近年来对糖尿病动物模型的研究表明，多数组织细胞胞浆内游离钙离子浓度升高，且这种改变与糖尿病慢性并发症的发生和发展有一定关系。本实验以Fluo-3为荧光探针，来测定胞内Ca2+的变化。实验表明，2型糖尿病患者胞内Ca2+浓度显著上升，这可能与Ca2+-ATP酶的失活和PKC的激活有关。 　　研究表明，临床上出现高血压、胰岛素抵抗、糖尿病时，机体多数组织细胞胞浆内游离Ca2+水平升高［8］。导致这一现象产生的机制可能是一方面高血糖直接抑制了Ca2+-ATP酶的活性，使细胞外的Ca2+进入细胞内。由于酶的糖基化抑制了Ca2+-ATP酶活性，同时高糖也抑制了Na+/Ca2+交换和Na+-K+-ATP酶的活性；另一方面，Demerdash等［9］研究发现PMNL的蛋白激酶C在高浓度葡萄糖中被激活，激活钙通道，使Ca2+从钙池(主要是内质网)中释放，也是血Ca2+浓度升高的机理之一。 　　我们在研究TPK、MAPK、Ca2+与2型糖尿病关系的同时，也观察了患者淋巴细胞内NO水平。从实验结果来看，2型糖尿病患者体内NO水平降低，可能与NO作为信号分子的NO/cGMP途径存在缺陷有关。NO激活可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)、升高细胞内环鸟苷酸(cGMP)水平、通过第二信使cGMP的作用，是NO发挥多种生物效应的主要信号传导机制。有研究表明糖尿病大鼠NO浓度降低与高血糖有关［10］。因此，可以认为2型糖尿病的发生可能与NO/cGMP环节的缺陷也有关。 　　本实验对胰岛素信号传导通路中几个重要的信号分子TPK、MAPK、Ca2+、NO进行测定，来观察它们在病理状态下的变化。从结果来看，2型糖尿病患者的淋巴细胞内上述信号分子均出现异常。这些信号分子究竟是