地下鼠作为一类特殊的啮齿动物,长期生活在地下洞穴,面临着各种生存挑战,进化出许多适应性的生态和生理特征。甘肃鼢鼠（Eospalaxcansus）作为一种典型地下鼠,是研究低氧耐受的极好材料。目前,对低氧耐受的生理生化机制进行了大量研究,但有关甘肃鼢鼠葡萄糖代谢的研究很少。机体血糖稳定关系着内环境稳态。胰岛素是一种蛋白质激素,由胰腺组织中胰岛B细胞分泌,是调节糖脂代谢的关键激素。研究表明,异常糖代谢往往引发糖耐量异常、糖尿病、心血管疾病及肥胖等。但有研究显示,裸鼢鼠（Heterocephalus glaber）糖耐量降低,并没有表现出患病状态,反而是长寿且抗癌的啮齿动物。那么,同为地下鼠的甘肃鼢鼠糖耐量情况如何?胰岛素对糖代谢的调节是否异常?因此,本研究旨在探究甘肃鼢鼠胰岛素基因及其对糖代谢的调节。本研究通过HE染色和免疫组化方法观察分析甘肃鼢鼠和SD大鼠胰腺组织的形态结构。同时对甘肃鼢鼠和SD大鼠空腹血糖、糖耐量、胰岛素耐量及胰岛素释放等进行对比研究。基于糖耐量实验结果,选取葡萄糖注射后0min、15min、45min及120min四个时间点,利用实时定量PCR技术检测甘肃鼢鼠和SD大鼠胰腺、肝脏及骨骼肌中胰岛素（Ins）、胰岛素受体（Insr）、胰岛素受体底物蛋白（Irs1和Irs2）及葡萄糖转运蛋白（Glut2和Glut4）mRNA的表达量。最后,运用生物信息学技术分析甘肃鼢鼠胰岛素基因。主要结果如下:1.胰腺的组织结构:甘肃鼢鼠胰腺组织中,胰岛B细胞分布在胰岛中央,胰岛A细胞数量极少,分散在四周。SD大鼠胰岛B细胞位于胰岛中央,胰岛A细胞大多数围绕在胰岛边缘位置,极个别分散在胰岛内部。说明甘肃鼢鼠胰岛A细胞和B细胞分布与SD大鼠相似。甘肃鼢鼠胰腺组织中毛细血管分布数量和胰岛单位面积细胞数量均多于SD大鼠,说明甘肃鼢鼠胰腺组织毛细血管分布更密集,胰岛内分泌细胞相对密度更大,既为输送营养物质和氧气缩短了距离,也缩短了细胞分泌激素进入血液循环到达靶细胞的时间。2.糖耐量、胰岛素耐量及胰岛素释放:葡萄糖负荷后,SD大鼠血糖快速上升,在15min达到峰值,之后缓慢下降,1h左右恢复到空腹水平。而甘肃鼢鼠血糖在30-45min左右达到峰值,保持较长时间高血糖,直到3h恢复到空腹水平,说明与SD大鼠相比,甘肃鼢鼠糖耐量降低。正常状态下,甘肃鼢鼠尿糖数据显示正常,且甘肃鼢鼠空腹血糖显著低于SD大鼠。说明,虽然甘肃鼢鼠糖耐量低,但无糖尿病症状。胰岛素负荷后,SD大鼠血糖迅速下降并很快恢复,不同的是,甘肃鼢鼠血糖迅速降低到仅为空腹时三分之一水平,且保持近3小时,在8.5h左右恢复到正常水平,说明甘肃鼢鼠对胰岛素敏感。测定胰岛素释放水平,甘肃鼢鼠血浆中胰岛素均显著低于SD大鼠,15min时甘肃鼢鼠血浆胰岛素略有升高,但不显著,之后胰岛素水平极显著下降。从转录水平看,在四个时间点,甘肃鼢鼠胰岛素基因mRNA水平表达量均极显著性低于SD大鼠。表明甘肃鼢鼠胰岛素分泌水平低导致糖耐量降低。3.葡萄糖代谢调节:根据糖耐量实验结果,选取变化显著的四个时间点（0、15、45及120min）,对胰岛素调节葡萄糖代谢的基因Ins、Insr、Irs1、Irs2、Glut2及Glut4转录水平的表达进行研究。胰腺组织Ins和Glut2 mRNA表达。在葡萄糖负荷后,胰腺组织Ins mRNA表达量,SD大鼠15min时有升高趋势,45min时下降,但不显著,甘肃鼢鼠在45min时显著性升高。甘肃鼢鼠Ins mRNA表达量均极显著性低于SD大鼠。Glut2 mRNA表达在SD大鼠和甘肃鼢鼠中与Ins相似,SD大鼠15min时出现峰值,而甘肃鼢鼠45min时出现峰值。不同的是,在四个时间点,甘肃鼢鼠Glut2表达量虽低于SD大鼠,但只有15min具有显著性差异。表明甘肃鼢鼠胰岛素转录水平低,时间上有延迟,导致甘肃鼢鼠在葡萄糖负荷之后持续高血糖状态。肝脏Insr、Irs1及Irs2 mRNA表达。与SD大鼠相比,在葡萄糖负荷后,甘肃鼢鼠Insr、Irs1及Irs2 mRNA表达量在15min时均达到峰值,显著高于SD大鼠。SD大鼠肝脏中Insr和Irs1 mRNA表达呈下降趋势,且Irs2表达量极低。骨骼肌Insr和Glut4 mRNA表达。甘肃鼢鼠Insr mRNA表达量15min时达峰值,之后下降,SD大鼠在45min时达峰值,SD大鼠表达量在四个时间点均低于甘肃鼢鼠。甘肃鼢鼠和SD大鼠Glut4 的 mRNA表达量均在45min时达到峰值,此时甘肃鼢鼠表达量较高,但不显著。表明甘肃鼢鼠胰岛素受体、受体底物的转录水平表现出补偿现象,通过上调受体及受体底物表达来应对高血糖。4.甘肃鼢鼠胰岛素基因的生物信息学分析:甘肃鼢鼠胰岛素基因CDS区为一个开放阅读框,长333bp,编码110个氨基酸。蛋白分子式为C533H847N143O153S9,是疏水性的稳定蛋白。二级结构以环和螺旋为主,无折叠结构。其序列第1-24位为信号肽,并存在3条二硫键将A、B两条链连接在一起。保守性位点分析显示,甘肃鼢鼠INS序列中保守性位点多集中分布在A、B两条链,R55C、R46Q及R6C位点突变往往会引起糖尿病,而在甘肃鼢鼠中这些位点的保守性高于人、大鼠和小鼠,说明甘肃鼢鼠胰岛素序列在一定程度更加保守。选择压力分析表明,甘肃鼢鼠胰岛素序列主要受到了纯化选择压力,序列中非同义替换发生的可能性小于同义替换,即有害突变发生的概率小。存在3个正选择位点,分别是20N、64G及84S,都存在于易变氨基酸位点上,在盲鼹鼠（Nanospalaxgalili）、大鼠、小鼠及人等胰岛素序列中,这三个位点处的氨基酸种类不同,说明这些位点随着胰岛素基因的进化发生了适应性改变。以上结果说明,甘肃鼢鼠胰岛A细胞和B细胞分布与SD大鼠相似,胰岛B细胞分布在胰岛中心位置,胰岛A细胞围绕在胰岛四周。甘肃鼢鼠胰腺组织毛细血管分布更密集,胰岛内分泌细胞相对密度更大,既为输送营养物质及氧气缩短了距离,也缩短了细胞分泌激素进入血液循环到达靶细胞的时间。此外,甘肃鼢鼠胰岛素分泌不足导致糖耐量实验过程中持续高血糖,即糖耐量降低,但无糖尿病症状。葡萄糖负荷后,甘肃鼢鼠胰岛素受体、受体底物的转录水平表现出补偿现象,通过上调受体与受体底物表达来应对高血糖。