糖尿病是慢性代谢性疾病,它的基本特征就是人身体的血糖值升高。近年来,其患病人群逐年递增,已成为世界范围内的一个严重的健康问题。随着病情的发展,患者体内的胰岛β细胞的功能持续降低、数量也会慢慢减少,进而引发高血糖的不断加重。目前,增强β细胞功能或增加有功能的β细胞数量仍是治疗糖尿病的重要手段,亦是研发糖尿病治疗药物的主攻方向。其中,β细胞替代疗法,被认为是治疗糖尿病的直接而有效的手段,然而它的应用被有限的β细胞来源严重掣肘。近几年,由干细胞诱导产生胰岛β细胞成为备受关注的重要途径,但诱导的效率和质量还有待提高,诱导过程也需要优化。因此,开发新的高效诱导剂,建立更简单有效的诱导方法,成为该领域的研究重点,亦是未来β细胞替代疗法的广泛应用造福于糖尿病患者的希望所在。胰岛β细胞的发育成熟和功能表现受到一些有序表达的调控因子的严密调控,例如胰十二指肠同源盒基因1（pancreatic and duodenal homeobox factor-1,Pdx1）、肌腱膜纤维肉瘤基因同源物A基因（v-maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homologue A,MafA）、同源盒蛋白6.1（homeobox protein 6.1,Nkx6.1）、神经性分化因子1（neurogenic differentiation factor 1,NeuroD1）等。鉴于此,本实验室拟以Pdx1、MafA、Nkx6.1、NeuroD1为靶点,来筛选有效的可以刺激这些重要调控因子表达的小分子化合物,这将为诱导干细胞分化为成熟β细胞提供有效的诱导剂,亦可能获得可调节胰岛β细胞功能活性的活性成分。本研究主要针对MafA、Nkx6.1和NeuroD1等三个重要的转录因子建立其表达调节剂的筛选模型,并主要对MafA（胰岛β细胞终末分化重要标志物）的表达促进剂进行了化合物筛选及开展了相关研究。所获得的研究结果如下。首先,通过PCR扩增获得MafA、Nkx6.1、NeuroD1三个基因的启动子区域,并连接到pGL3-basic荧光素酶报告载体上,成功构建重组荧光素酶报告载体pGL3-MafA,pGL3-Nkx6.1和pGL3-NeuroD1,通过荧光素酶活性检测证实构建的三个重组报告载体均具有较高的荧光素酶活性,说明我们所钓取的各启动子片段均具有较好的转录活性,可用作建立其表达调节剂的筛选模型。然后,我们应用pGL3-MafA报告载体,通过检测荧光素酶活性,经过初筛和复筛,从实验室的两个小分子化合物库700余种小分子化合物中筛选出了可能激活MafA表达的95号和202号化合物。之后通过RT-q PCR和Western Blot方法在mRNA水平和蛋白质水平上进一步证实95号和202号化合物确实可以促进胰岛β细胞系INS-1细胞中MafA基因的表达。其次,我们发现95号和202号化合物可明显激活INS-1细胞中ERK和AKT信号通路,使细胞中磷酸化ERK和AKT水平增高。通过使用这两个信号通路的抑制剂,进一步证明95号和202号化合物是通过激活ERK和AKT通路来促进MafA基因的表达。最后,我们通过检测胰岛β细胞功能、胰岛β细胞瘤的分化和间充质干细胞向胰岛β样细胞的诱导分化,探究了95号和202号化合物,作为MafA表达促进剂可能具有的生物学作用。ELISA检测结果发现95号和202号化合物可促进葡萄糖刺激下的INS-1细胞的胰岛素分泌;锚定非依赖性克隆形成实验证明95号和202号化合物可明显降低胰腺瘤细胞系RIN-mf5细胞的克隆形成能力,说明化合物处理的胰腺瘤细胞的转化能力下降;而诱导间充质干细胞向胰岛β样细胞分化的实验表明,在诱导最后步骤添加95号和202号化合物可明显促进胰岛β细胞样细胞团的形成,并伴有β细胞特征性因子如Pdx1,MafA和胰岛素的表达增高。综上所述,本研究成功构建了三个在胰岛β细胞功能和分化过程中发挥重要调节作用的转录因子MafA、Nkx6.1和NeuroD1的表达调节剂筛选模型,并筛选到可刺激MafA表达的小分子化合物95、202,揭示了化合物95和202刺激MafA表达的分子机制和生物学作用,尤其它们在诱导间充质干细胞向β样细胞分化过程中的增强作用,提示其未来可用于由干细胞分化获得胰岛β细胞的诱导过程,具有重要的应用价值和意义。