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2型糖尿病由遗传及后天获得性因素共同引起,虽然其发病机制尚不完全清楚,但是进行性的β细胞衰竭成为2型糖尿病发生发展的中心环节,表现为β细胞数量减少和分泌功能的下降。目前研究认为氧化应激、内质网应激等多种因素导致β细胞功能障碍均源于线粒体动力学失衡,而线粒体的动力学平衡无论在胰岛素分泌还是在β细胞数量方面均起着至关重要的作用。线粒体动力学平衡即线粒体分裂和融合保持一个动态的平衡状态,若线粒体融合和分裂相关蛋白发生异常,即可引起线粒体动力学失衡。视神经萎缩蛋白1(Optic Atrophy 1,Opa1)是线粒体内膜上的一个关键的融合蛋白,是线粒体分裂与融合平衡中不可缺少的一个部分,同时也调控线粒体形态及凋亡相关因子细胞色素C的释放。相关文献表明,Opa1的稳定性与同样锚定在线粒体内膜上的心磷脂(Cardiolipin,CL)有着密不可分的联系。CL在正常状态下为长链不饱和脂肪酸,当氧化应激,内质网应激等一系列的应激反应发生时,CL易被氧化,形成失去固有功能的不饱和脂肪酸,即氧化心磷脂(ox-CL),从而影响Opa1在线粒体中的表达。钙离子非依赖型磷酸酯酶A2,β亚型(Group VIA Phospholipase A2,iPLA2β)为一种非钙依赖型磷脂酶,它可以对心磷脂的氧化链进行去酰化反应再修复,而恢复成具有活性作用的心磷脂,而已有研究表明iPLA2β调节氧化心磷脂与β细胞功能密切相关。因此,推测iPLA2β/CL/Opa1通路异常可能引起线粒体动力学失衡,导致胰岛β细胞凋亡,故调节iPLA2β/CL/Opa1的药物将通过维持线粒体动力学平衡而改善β细胞功能,防治2型糖尿病。黄连素(Berberine,BBR)是一种中国的传统中药,具有明显的降血糖作用。前期研究结果表明,课题组自主研发的黄连素新剂型黄癸固体分散体(Huang-Gui solid dispersion,HGSD)可以有效提高胰腺iPLA2β的表达,并且对CL的表达也具有明显的上调作用,为此我们推测,HGSD可能通过上调iPLA2β/CL/Opa1通路,从而稳定线粒体动力学,发挥对胰岛β细胞保护作用。本论文拟利用iPLA2βsiRNA干扰、过表达及黄癸固体分散体的干预,阐明iPLA2β/CL/Opa1通路在稳定胰岛β细胞线粒体动力学中的关键作用以及黄癸固体分散体改善β细胞功能的分子机制,研究其对2型糖尿病的防治作用。在整体实验中,我们建立DB/DB糖尿病小鼠模型,设立正常组,模型组,并给予黄癸固体分散体给药治疗4周,首先检测小鼠随机血糖,空腹血糖,血脂、空腹胰岛素、口服葡萄糖耐量、胰岛素耐量,同时对胰岛进行形态的检测,随后提取胰腺中的线粒体,测定其iPLA2β、CL及Opa1的表达情况。实验结果证明,与正常组相比,糖尿病小鼠空腹血糖、空腹胰岛素、总胆固醇、甘油三酯表达明显升高;HE染色显示胰岛细胞排列紊乱,出现空泡,且局部伴有炎症现象,胰岛素免疫组化结果显示,胰岛细胞分泌胰岛素含量明显升高。Western结果显示,在胰腺中模型组凋亡相关蛋白caspase3、cytc较正常组明显上调,而iPLA2β表达则明显降低,同时,CL与Opa1的表达也出现明显下调。在给予药物治疗4周后,与模型组相比黄癸固体分散体组能够降低空腹血糖、总胆固醇、甘油三酯;HE染色显示药物可改善胰岛的形态学表现,并能够促进胰岛素分泌;Western结果显示,在胰腺中给药组凋亡相关蛋白caspase3、cytc较模型组显著下调,而iPLA2β表达则明显升高,同时,CL与Opa1的表达也明显升高,说明iPLA2β/CL/Opa1通路与HGSD改善糖尿病小鼠胰岛功能有关联。在细胞实验上,我们用棕榈酸(PA)刺激MIN6细胞模拟糖脂代谢紊乱模型,并且建立iPLA2β过表达模型观察iPLA2β是否影响胰岛细胞的凋亡,并且探究iPLA2β是否会影响到CL与Opa1的表达。在PA刺激糖脂代谢紊乱细胞模型中,Hoechst结果显示,PA刺激的模型组较正常对照组而言,可引起明显的凋亡,而过表达iPLA2β可明显减轻PA造成的损伤,同时可以促进胰岛素的分泌。Western结果显示,在PA刺激的模型组中凋亡相关蛋白caspase3、cytc表达明显升高,iPLA2β、CL、Opa1的表达均明显下调,而在过表达iPLA2β的MIN6细胞可明显下调caspase3和cytc的表达,且显著性提高CL及Opa1的表达。提示iPLA2β可通过调节CL/Opa1通路保护胰岛β细胞。此外,为了探究黄连素是否可以通过调节iPLA2β改善胰岛状态来治疗2型糖尿病,我们在PA刺激的基础上给予黄连素治疗,同时建立iPLA2β沉默细胞,观察黄连素的治疗效果,Hoechst结果显示,黄连素可以有效缓解PA造成的凋亡损伤,且caspase3及cytc较PA刺激组表达明显下调,western结果显示,黄连素可以上调iPLA2β的表达,进而上调CL及Opa1的表达。而在iPLA2β沉默的细胞中,与黄连素治疗组相比较,药物的治疗作用明显被遏制,黄连素抗PA的凋亡效果不明显,且对CL及Opa1的上调所用也不显著。提示黄连素可能通过调节iPLA2β/CL/Opa1通路保护胰岛β细胞。综上所述,我们认为在应激条件下iPLA2β可以通过修复线粒体内膜上的心磷脂的氧化损伤而维持功能性Opa1的表达,进而维持线粒体动力学稳定,发挥抗胰岛β细胞凋亡的作用,而黄连素作为一个有效的降糖药,可能通过调节iPLA2β/CL/Opa1通路保护β细胞进而治疗2型糖尿病。