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研究背景G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors GPCRs)是体内最大的膜受体超家族,其内源性配基有很多,如胺类,脂肪酸类,氨基酸类,多肽,蛋白质,类固醇等,以游离脂肪酸为配基的GPCRs分子称之为游离脂肪酸受体(Free fatty acidreceptors FFARs),其中在胰岛细胞中表达这一家族的受体包括GPR40、GPR41、GPR43、GPR84、GPR119、GPR120等。FFARs分子在糖尿病的病理生理机制中发挥重要作用,主要表现为影响葡萄糖代谢和调节胰岛素的分泌,因此可以作为糖尿病治疗的重要潜在靶点。目的检测FFARs在大鼠不同组织和胰岛细胞中的表达,并着重探讨GPR40的内源性配基亚油酸(Leinolic acid LA)、外源激动剂GW9508和拮抗剂GW1100对原代培养大鼠胰岛β细胞和胰岛素瘤INS-1细胞株葡萄糖刺激的胰岛素分泌(Glucose-stimulated insulin secretion GSIS)功能的影响。方法(1)采用胶原酶Ⅴ灌注的方法分离大鼠胰岛细胞,不同密度梯度的Ficoll400纯化后进行原代培养;分别用台盼蓝和双硫腙染色检测胰岛细胞活力和纯度,葡萄糖刺激胰岛素释放试验检测胰岛功能。(2)通过RT-PCR的方法检测游离脂肪酸类GPCRs在大鼠心、肝、脾、肺、肾、脑、结肠组织和原代培养胰岛细胞中的表达变化。(3)将原代培养大鼠胰岛细胞随机分为a和b两组:a组观察低糖(5μM)和高糖(25μM)RPMI1640培养条件下,GW9508(10μM)、GW1100(1μM)和LA(50μM)作用2h后对原代胰岛细胞GSIS功能的影响;b组高糖(25μM)RPMI1640培养条件下,胰岛细胞加入不同浓度的GW9508和GW1100(1μM)培养2h,用大鼠胰岛素ELISA试剂盒测胰岛素分泌水平。(4)将INS-1细胞随机分为a、 b、c三组:a组观察高糖(25μM)RPMI1640培养条件下,不同浓度的GW9508和GW1100(1μM)对INS-1细胞胰岛素分泌功能的影响;b组观察低糖(5μM)和高糖(25μM)RPMI1640培养条件下,不同浓度的LA对INS-1细胞GSIS功能的影响; c组观察高糖(25μM)RPMI1640培养条件下,不同浓度的LA和GW9508(10μM)、GW1100(1μM)共同作用INS-1细胞2h后,测胰岛素分泌水平。结果(1)分离纯化后可得到417±39个IEQ/胰腺,纯度可达90%,培养第3天时胰岛素分泌量达高峰。(2)GPR40和GPR41在脑组织表达最丰富,GPR43主要在脾脏中表达,GPR84和GPR119在脑中表达较为丰富,GPR120在结肠中表达最丰富;FFARs均在大鼠原代胰岛细胞中表达,其中GPR40表达最高。(3) INS-1细胞在25mM葡萄糖培养条件,加入50μM的LA培养2h后GPR40mRNA表达量下降(p <0.05)。(4)在高糖环境中加LA、GW9508和GW1100培养2h后,发现LA使胰岛细胞胰岛素分泌增加(P<0.05, n=3);加入GW9508后胰岛素分泌量显著增加(P<0.01,n=3);加入GW1100后胰岛素分泌量有所降低(P<0.05, n=3)。而低糖环境下对胰岛素分泌变化没影响。(5)高糖环境下不同浓度的GW9508能促进原代培养胰岛细胞和INS-1细胞胰岛素的分泌(P<0.05, n=3),加入1μM的GW1100后胰岛素分泌量下降(P<0.05,n=3)。(6)研究不同浓度LA对INS-1细胞胰岛素分泌功能时,结果显示高糖环境下,LA作用INS-1细胞2h后能够促进葡萄糖刺激的胰岛素分泌;在25mM葡萄糖培养条件下,加入50μM的LA后胰岛素分泌量是只在25mM葡萄糖组的3.84±0.73倍,胰岛素分泌量明显增加(P<0.01, n=3)。当GW9508和LA共同培养条件下,LA<30μM时,胰岛素量GW9508组高于25mM葡萄糖组,当LA浓度达40μM后,GW9508组胰岛素分泌量反而下降推测LA和GW9508在一起可能具有协同效应。因此,GPR40能影响胰岛细胞的GSIS功能但并不是唯一的影响因素。结论(1)脂肪酸类GPCRs的组织分布与其生理功能密切相关(2)LA短期(2h)培养能够下调INS-1细胞GPR40mRNA的表达。(3)GW9508作用原代培养大鼠胰岛细胞和INS-1细胞2h后,能够促进胰岛素的分泌,并有一定的浓度变化趋势。(4)GPR40是调节胰岛素分泌的重要信号分子,其激动剂GW9508有望成为治疗糖尿病的新型药物。