高游离脂肪酸对胰岛α细胞分泌功能的影响及其机理探讨

来源 :中国协和医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wjx542398964
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目的:探讨高脂饲养肥胖大鼠的胰高糖素分泌功能变化及大剂量STZ去B细胞处理的肥胖大鼠α细胞胰岛素信号转导通路分子的表达情况及其可能机理。方法:30只SD大鼠分为高脂饲料饲养的肥胖(HFD)组和普通饲料饲养的正常对照(ND)组饲养20周:(1)检测血糖、空腹胰岛素(FINS)、胰高糖素、游离脂肪酸(FFA)、甘油三酯(TG)水平;(2)正常血糖高胰岛素钳央试验评价外周胰岛素抵抗程度;(3)离体胰岛细胞表面灌注检测胰高糖素的动态分泌变化,(4)给予大剂量STZ去β细胞处理,使用胰岛素控制血糖,5天后处死动物,采用HE及免疫组化染色检测胰岛面积及α、β细胞面积变化,胰腺匀浆检测胰岛素及胰高糖素含量,建立去β细胞大鼠模型,即ND-B组,HFD-B组,分离胰岛细胞。(5)采用实时RT-PCR方法比较两组大鼠α细胞胰高糖素、胰岛素受体底物-1(IRS-1)、胰岛素受体底物-2(IRS-2)、磷酯酰肌醇3激酶(PI3-K)的mRNA表达的情况。结果:(1)HFD组葡萄糖输注率(GIR)明显低于ND组(5.25 mg·min-1·kg-1±1.2mg·min-1·kg-1 vs 13.56 mg·min-1·kg-1±1.7mg·min-1·kg-1,P<0.01),HFD组血FFA、FINS及胰高糖素水平显著高于ND组(FFA 508(394-622)μmol/L vs 325(240-410)μmol/L,FINS 23.7(14.0-33.4) mIU/L vs 11.5(3.6-19.4) mIU/L;胰高糖素345(298.6-391.4) pg/ml vs 256(226.4-285.6) pg/ml;P<0.05);(2)胰岛细胞表面灌注HFD组基础胰高糖素的分泌高于ND组(P<0.01),16.7mmol/L葡萄糖灌注后HFD组胰岛的胰高糖素分泌未受抑制,(3)去β细胞ND鼠胰岛面积约为正常大鼠1/7,β细胞面积占胰岛面积比例也由正常状念的74.3%下降到5.4%,胰腺匀浆液胰岛素的含量不到正常的3%,胰高糖素的含量未下降反而略有上升。α细胞由周边聚集到胰岛中央,α细胞面积占胰岛面积比例也由正常状态的16.4%上升到76.5%,高脂肥胖大鼠与ND鼠处理后结果类似,得到去β大鼠模型ND-B组,HFD-B组。(4)与ND-B组相比,HFD-B组α细胞胰高糖素mRNA的表达增高34.2%,IRS-2及PI3-K mRNA分别降低28.5%、21.3%(P<0.01),而IRS-1仅降低7%(P>0.05)。(5)相关分析显示:血FFA水平与GIR呈明显负相关(r=-0.675,P<0.01);且与α细胞IRS-2 mRNA表达也呈明显负相关(r=-0.458 P<0.05)。结论:高脂饲养肥胖大鼠存在胰高糖素分泌亢进,升高的胰岛素水平不能降低其分泌,胰岛α细胞胰岛素信号转导分子表达降低,存在胰岛素抵抗且与血FFA水平升高有关。目的:探讨高脂饲养大鼠胰岛α细胞的分泌功能、胰岛素信号转导通路分子、炎症通路分子基因的表达变化以及吡格列酮干预的影响,并探讨其可能的机理。方法:SD大鼠随机分为3组,正常饲养组(ND)、高脂饲养组(HFD)、高脂+吡格列酮组(HP)。饲养20周后(1)检测FINS、胰高糖素、FFA、高敏C反应蛋白(hsCRP),肿瘤坏死因子-α(TNF-α),白介素-6(IL-6)、血及胰腺组织丙二醛(MDA)、还原型谷胱苷肽(GSH)及硝基酪氨酸(NT)水平;(2)正常血糖高胰岛素钳夹试验评价外周胰岛素抵抗程度;(3)离体胰岛细胞表面灌注检测胰高糖素的动态分泌变化,(4)同时三组大鼠各随机入组8只给予大剂量STZ去β细胞处理,分为正常去β细胞组(ND-B),高脂去β细胞组(HFD-B),高脂+吡格列酮去β细胞组(HP-B),采用实时定量PCR方法比较三组去β细胞大鼠α细胞胰高糖素、IRS-1、IRS-2、PI3-K、核因子-κB(NF-κB)、核因子κB抑制蛋白(IκBα)mRNA表达的情况。结果:(1)HFD组GIR明显低于ND组,血FINS、胰高糖素、FFA及hsCRP、TNF-α、IL-6水平均显著高于ND组;HFD组大鼠血清及胰腺组织中MDA、NT明显升高,而GSH明显低于正常组;而HP组以上各项指标较HFD组均明显改善。(2)胰岛细胞表面灌注HFD组基础胰高糖素的分泌高于ND组(P<0.01),16.7mmol/L葡萄糖灌注后HFD组胰岛的胰高糖素分泌未受抑制(见第一部分),HP组逆转了这种变化。(3)与ND-B组相比,HFD-B组α细胞胰高糖素mRNA的表达增高,IRS-2及PI3-KmRNA降低,而IRS-1变化不大。NF-κB mRNA的表达增高20.5%,IκBαmRNA表达降低24.3%(均P<0.01)。HP-B组较HFD-B组胰高糖素、IRS-2及PI3-KmRNA分别改善40.6%、57.2%、60.6%,NF-κB、IκBαmRNA分别改善78.3%、58.8%。(4)相关分析显示:血FFA水平与GIR呈明显负相关(r=-0.675,P<0.01);与α细胞IRS-2mRNA表达也呈明显负相关(r=-0.458 P<0.05),与NF-κB mRNA表达呈正相关(r=0.775 P<0.05)。结论:高脂饮食诱导的肥胖大鼠胰高糖系分泌增加,去β细胞的肥胖大鼠胰岛α细胞存在胰岛素信号受阻及胰岛α细胞炎症通路活化,且均与血FFA水平升高有关,升高的血FFA可能通过诱导氧化应激反应增强使胰岛α细胞炎症通路活化导致α细胞胰岛素抵抗,吡格列酮能降低FFA水平,减轻氧化应激从而抑制炎症通路活化,改善α细胞胰岛素信号转导,逆转α细胞胰岛素抵抗。目的:探讨长时间不同浓度棕榈酸对体外培养仓鼠肿瘤α细胞株INR1-G9的分泌功能的影响及可能机理。方法:用不同梯度浓度棕榈酸(0.125mmol/L、0.25mmol/L、0.5mmol/L)培养仓鼠胰岛α细胞肿瘤株INR1-G9,24h、48h和72h后检测α细胞分泌功能的变化及细胞内胰高糖素含量。检测不同棕榈酸浓度培养72h的细胞TG含量,并采用实时定量RT-PCR方法检测INR1-G9细胞胰高糖素mRNA的表达变化,Westernblotting检测胰岛素及PI3-K抑制剂(wortmannin)对胰岛素信号转导下游分子PKB/Akt的磷酸化情况的影响。结果:(1)棕榈酸刺激INR1-G9细胞胰高糖素分泌为时问和剂量依赖性,作用24h时在棕榈酸0.5mM浓度培养时、作用48h及72h时各浓度棕榈酸组较对照组均达统计学差异(P<0.05)。(2)随棕榈酸作用时间延长及浓度增加细胞内胰高糖素含量逐渐减少,最终在48h棕榈酸0.5mM组,72h棕榈酸0.25mM、0.5mM组达统计学差异。(3)棕榈酸培养的72h各组INR1-G9细胞胰高糖素的mRNA表达较对照组仅有轻微增加趋势。(4)棕榈酸增加培养72h各组细胞内TG沉积并呈剂量依赖性,随棕榈酸浓度升高细胞内TG含量增加,与无脂肪酸的对照组比较各组均有统计学差异(P<0.05),在0.5mmol/L棕榈酸浓度下达显著差异(P<0.01)。(5)PI3-K抑制剂及FFA略降低INR1-G9细胞Akt磷酸化水平但未达统计学差异,胰岛素增加了各组细胞的Akt磷酸化水平,但高FFA组的升高程度明显低于无FFA组;在加入了胰岛素的基础上再给予PI3-K抑制剂后,各组Akt磷酸化水平均明显下降,但高FFA组Akt磷酸化水平抑制率明显低于无FFA组。结论:棕榈酸促进仓鼠α细胞肿瘤株INR1-G9细胞胰高糖素分泌,且为时间和剂量依赖性;α细胞内胰高糖素含量随作用时间延长及浓度增加逐渐减少,而胰高糖素的基因表达未见明显变化,提示棕榈酸主要刺激了胰高糖素的释放。棕榈酸对胰高糖素的分泌功能的影响可能与其增加α细胞TG含量、抑制α细胞上胰岛素介导的P13K/Akt信号通路有关。
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