胰岛素受体底物家族与Ⅱ型糖尿病关系性的研究进展

胰岛素受体底物分子(IRS)是调节胰岛素信号通路的关键物质,在维持细胞生长,分裂和代谢中起着重要作用。目前已发现的家族成员有四个(IRS-1、IRS-2、IRS-3、IRS-4)。目前研究表明,糖尿病的发生与之密切相关:胰岛素信号通路与其他信号通路发生交叉发生干扰,从而导致胰岛素抵抗,引发Ⅱ型糖尿病;IRS蛋白的结构、表达水平异常导致胰岛素信号的中断或减弱,并表现为胰岛素抵抗;四种IRS分子表达的不平衡,致使胰岛素分泌调节的稳态被破坏也可能是糖尿病发病的原因之一。Fox蛋白家族是动物细胞内的一类转录因子,与细胞代谢密切相关。Fox蛋白靶点有可能作为研究治疗糖尿病方法的一种新思路。     

胰岛素信号通路、炎症信号通路与泛素-蛋白酶体系统的交互作用

胰岛素抵抗是肥胖和2型糖尿病的主要表征。胰岛素信号通路根据是否需要胰岛素受体底物（insulin receptor substrate, IRS）介导可分为IRS介导和非IRS介导的信号通路,其中以IRS介导的信号通路为主。肥胖可增强炎性细胞因子表达并活化IKKβ/NF κB和JNK等炎症信号通路,抑制IRS酪氨酸磷酸化,从而阻止胰岛素的信号转导,降低胰岛素的敏感性,表现为胰岛素抵抗。泛素 蛋白酶体系统作为机体蛋白降解的主要途径,与胰岛素和炎症信号通路联系密切,一方面胰岛素信号通路的阻断可活化泛素依赖的蛋白降解,另一方面,泛素依赖的蛋白降解系统也可直接降解胰岛素和炎症信号通路的关键蛋白,影响胰岛素的作用。本文拟综述肥胖时,胰岛素信号通路、炎症相关信号通路和泛素 蛋白酶体系统之间的交互作用,在分子水平上探讨胰岛素抵抗的发生机制。     

胰岛素受体底物PH结构域相互作用蛋白结构和功能研究进展

PHIP是一种与胰腺β细胞中胰岛素受体底物（IRS）的PH结构域相互作用的蛋白。根据小鼠PHIP（mPHIP）mRNA翻译的不同起始位点,除全长的PHIP1外,mPHIP基因还编码其他3种不同变异体。在胰岛素诱导的信号途径中,主要分布于细胞核的PHIP1和IRS-1的PH结构域相互作用,介导IRS蛋白酪氨酸的磷酸化。IRS-2和PHIP1的共表达能诱导IRS在细胞膜上的定位,促进葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）向细胞质膜的转移。PHIP1的表达能提高β-细胞内细胞周期蛋白D2的表达,促进β细胞的生长。PHIP1的表达活化蛋白激酶B（PKB）,活化的PKB能明显抑制β细胞的凋亡。PHIP与胰岛素信号传导途径中其他信号分子的相互作用机制尚不明确。     

胰岛素受体底物活性调控的分子机制

胰岛素受体底物(insulin receptor substrate,IRS)是胰岛素信号转导通路中一个极其重要的信号分子,对胰岛素信号级联效应具有至关重要的作用。目前有关胰岛素受体底物活性调节的研究主要集中在两个方面,一方面是磷酸化水平的调节机制,另一方面是细胞因子信号阻抑剂(suppressor of cytokine signaling,COCS)所介导的直接和间接调控。了解胰岛素受体底物活性调节机制将有助于进一步探索胰岛素抵抗和Ⅱ型糖尿病的发病机制。     

胰岛素信号通路相关因子在2型糖尿病合并骨质疏松大鼠肝组织的表达

通过高糖高脂饲料联合小剂量链脲佐菌素和去卵巢手术制备2型糖尿病合并骨质疏松大鼠模型,探讨2型糖尿病合并骨质疏松大鼠肝组织胰岛素信号通路相关因子的表达及意义。结果表明:随着时间延长,2型糖尿病合并骨质疏松组(DOVX组)肝组织IGF-1、IRS-1较其他组mRNA及蛋白表达减少,单纯去卵巢组(NOVX组)IGF-1、IRS-1 mRNA及蛋白表达较假手术对照组(NS组)降低;糖尿病组(DS组)IRS-2较NS组mRNA及蛋白表达下降,但NOVX组与NS组IRS-2 mRNA及蛋白表达比较无明显差别。以上结果表明,2型糖尿病合并骨质疏松的发生可能与肝脏胰岛素信号通路受抑制有关。     

MicroRNA-185改善非酒精性脂肪肝小鼠胰岛素敏感性并调节脂代谢基因的表达

目的:探讨micro RNA-185(miR-185)对高脂饮食的小鼠模型的HepG2肝细胞脂质代谢和胰岛素信号通路的调节作用。方法:应用定量反转录聚合酶链反应评估过表达或抑制miR-185表达脂质合成相关基因的mRNA水平。此外,应用Western Blot方法测定转染HepG2细胞pre-mir-185后的关键信号通路组分(IRS-1,IRS-2,PI3K、AKT2)和磷酸化PI3K和AKT2的表达情况。结果:诱导的人类HepG2细胞的软脂酸对mir-185水平的下降具有时间和剂量依赖性。经过mir-185转染的HepG2细胞显著降低脂肪酸合成酶,3-hydroxy-3-methylglutaryl-coa还原酶,固醇调节元件结合蛋白和固醇调节元件结合蛋白-1c的mRNA水平,而使用anti-mir-185寡核苷酸抑制mir-185在HepG2细胞中产生相反的作用。在高脂饮食的小鼠模型,与对照组动物相比,mir-185处理后脂质积累明显改善。mir-185诱导后通过上调胰岛素受体底物2增强胰岛素信号通路。结论:miR-185在体内和体外调节肝细胞脂肪酸代谢和胆固醇平衡,以及在改善胰岛素敏感性中起重要作用,miR-185可能成为非酒精性脂肪肝和胰岛素抵抗的新靶点和治疗非酒精性脂肪肝药物作用新靶标。     

水杨酸钠对胰岛素抵抗大鼠胰岛素受体底物-1的影响

目的探讨抗炎药水杨酸钠对胰岛素抵抗大鼠胰岛素敏感性的影响及其作用机制。方法分别给大鼠静脉输注脂肪乳+肝素,脂肪乳+肝素+水杨酸钠和生理盐水7 h,并在输注的最后2 h,行清醒状态高胰岛素-正血糖钳夹试验,测定血浆葡萄糖、游离脂肪酸(FFA)、胰岛素和C-肽水平,检测肝脏、肌肉中胰岛素受体底物-1(IRS-1)及307位丝氨酸磷酸化的IRS-1表达。结果输注脂肪乳大鼠葡萄糖输注率(GIR)是输注生理盐水大鼠的45%,水杨酸钠可使GIR提高1.3倍(P0.01)。脂肪乳输注组大鼠肝脏及肌肉中307位丝氨酸磷酸化的IRS-1分别为生理盐水输注组大鼠的3倍和3.8倍(P0.001),输注水杨酸钠,肝脏、肌肉307位丝氨酸磷酸化的IRS-1下降45%、20%(P0.05)。结论 FFA增高引起肝脏及肌肉中307位丝氨酸磷酸化的IRS-1水平增高,可能是导致胰岛素抵抗发生的机制之一,应用水杨酸钠,大鼠肝脏及肌肉组织中IRS-1丝氨酸磷酸化水平下降,胰岛素抵抗改善。抗炎药物水杨酸钠可能通过抑制FFA引起的IRS-1丝氨酸磷酸化,而发挥改善胰岛素抵抗的作用。     

干扰视黄醇结合蛋白4对猪脂肪细胞PI3K/Akt信号通路的影响

视黄醇结合蛋白4(Retinol binding protein 4,RBP4)是一种脂肪细胞分泌因子,其表达水平的升高与胰岛素抵抗及Ⅱ型糖尿病等疾病密切相关,但具体作用机制尚不清楚。为明确此机制,通过包装RBP4干扰慢病毒并侵染猪前体脂肪细胞。运用胰岛素激活及诱导胰岛素抵抗模型,利用QRT-PCR及Western blotting方法检测RBP4的干扰效率及处理组PI3K/Akt信号通路相关基因的表达。结果显示RBP4的基因及蛋白的干扰效率达到60%(P<0.01)以上。进一步研究发现在胰岛素诱导及胰岛素抵抗的情况下,LH1-shRBP4干扰后可显著提高胰岛素信号通路AKT2、PI3K、GLUT4和IRS1基因mRNA的表达;明显促进AKT2、PI3K和IRS1蛋白的磷酸化;提高AKT2、PI3K和GLUT4基因的总蛋白水平。总之,RBP4干扰通过上调PI3K/Akt胰岛素信号通路相关因子的表达及其磷酸化水平,提高了胰岛素敏感性。此研究将为胰岛素抵抗相关疾病的治疗提供新思路。     

转染RNF6基因对肝癌细胞IRS-2表达的影响

构建环指蛋白6(RNF6)真核表达载体,并探讨其对胰岛素受体底物1(IRS-2)表达的影响。以人cDNA为模板,PCR扩增RNF6全长编码基因,并将其克隆至载体pcDNA3.1-CHA中,将重组质粒转染肝癌细胞株HepG2,利用Real time-PCR、Western blot检测细胞内IRS-2 mRNA水平及蛋白表达情况。携带RNF6目的基因的质粒转染HepG2细胞48 h后IRS-2的mRNA表达降低,为对照组的37%,显著低于对照组,差异有统计学意义(P0.01)。RNF6引起IRS-2的表达下调,这一过程可能由于泛素化导致胰岛素信号转导通路障碍。     

S-Equol对高糖培养HepG2细胞胰岛素敏感性及IRS-1表达的影响

目的:研究S型雌马酚(S-Equol,S-Eq)对高糖培养HepG2人肝癌细胞株胰岛素敏感性和胰岛素受体底物(insulin receptor substrate,IRS)-1表达的影响并探讨其可能的分子机制.方法:高糖培养HepG2细胞,1、10、100 μM S-Eq处理细胞后,MTT法检测细胞活力,硫酸蒽酮比色法检测胰岛素刺激细胞糖原合成量,Realtime PCR和Western blot法分别检测IRS-I mRNA及蛋白表达变化.结果:S-Eq对HepG2细胞活力无明显影响,但显著改善高糖培养条件下HepG2细胞胰岛素敏感性,其中10 μM S-Eq+H组胰岛素刺激后细胞糖原合成量上升最为显著(P＜0.01),同时发现,S-Eq能显著上调IRS-1 mRNA和蛋白表达量.结论:S-Eq可能通过调控IRS-1的表达,增强高糖培养HepG2细胞胰岛素敏感性,这可能是S-Eq发挥其抗糖尿病作用的重要理论依据.     

小檗碱通过抑制Traf2-MEKK1-MEK-ERK通路改善TNF-α诱导的胰岛素抵抗

目的:探讨小檗碱对肿瘤坏死因子-α(TNF-α)所致人肝癌细胞株HepG2胰岛素抵抗的缓解作用及分子机制。方法:采用10ng/m L TNF-α诱导HepG2细胞产生胰岛素抵抗,同时以1μmol/L小檗碱处理细胞,通过Western blotting检测胰岛素通路信号分子(IRS1、AKT)和TNF-α通路信号分子(Traf2、MEKK1、MEK1/2、ERK1/2)的蛋白表达。此外,通过过表达或抑制TNF-α通路的信号分子(MEK1、ERK2)进一步探讨小檗碱靶点。结果:TNF-α抑制HepG2细胞AKT(Thr308、Ser473位点)和IRS1(酪氨酸位点)的磷酸化(P0.05),促进IRS1(Ser307位点)和ERK1/2的磷酸化(P0.05),而这一作用能够被小檗碱所逆转(P0.05)。同时,TNF-α对AKT活性的抑制作用能够被ERK1/2或MEK1/2的抑制剂拮抗(P0.05)。此外,小檗碱并不能改善持续激活型ERK2(CA)或MEK1(CA)对胰岛素通路的抑制作用(P0.05),但是能阻碍Traf2与MEKK1的相互作用(P0.05)。结论:小檗碱通过抑制Traf2-MEKK1-MEK-ERK通路改善TNF-α诱导的胰岛素抵抗。     

胰岛素受体信号传递

胰岛素受体是具有酪氨酸蛋白激酶活性的膜受体。胰岛素与靶细胞相应受体结合后,引起受体酪氨酸残基自身磷酸化及β亚基酪氨酸蛋白激酶活化,后者使靶细胞内底物如IRS1或Hhc的酪氨酸残基磷酸化,酪氨酸蛋白激酶在胰岛素受体信号传递中发挥重要作用。胰岛素信号所激发的信号传递途径主要有二：一为Ras-MAP激酶途径,一为PI3－激酶途径,胰岛素的作用与此有关。     

枸杞多糖对HepG2细胞胰岛素抵抗的改善作用及机制研究

目的：观察不同浓度的枸杞多糖（LBP）对HepG2细胞胰岛素抵抗的影响并探讨其机制。方法：采用高糖高胰岛素处理HepG2细胞24 h建立胰岛素抵抗细胞模型后,用台盼蓝检测活力大于95%的HepG2细胞,以10⁴/孔密度接种于96孔板内,细胞贴壁后以30 μg/ml、100 μg/ml、300 μg/ml的LBP培养48 h,200 μl/well,各组均设4个复孔。检测不同浓度的LBP对HepG2细胞活性及胰岛素抵抗的影响;细胞内丙二醛（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）的活性;各组细胞胰岛素信号转导通路中相关蛋白（IRS-2、PI3-K、Akt、GLUT2）的表达。结果：MTT显示：与正常对照组相比,IR模型组MDA含量显著升高,SOD活力明显降低,同时IRS-2、PI-3K、Akt、GLUT2蛋白表达水平明显下降;与IR模型组相比,中、高浓度LBP组MDA的含量明显降低,SOD的活力显著升高,且IRS-2、PI-3K、Akt、GLUT2蛋白表达水平明显升高;在相同的时间内,随着LBP浓度的增加,OD值逐渐降低;在同一浓度干预下,随着时间的延长,OD值也逐渐降低;葡萄糖消耗实验表明中、高浓度的LBP可显著提高胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖消耗量,而低浓度LBP对HepG2细胞葡萄糖消耗量无明显影响。结论：中、高浓度枸杞多糖能改善HepG2细胞胰岛素抵抗,其作用机制可能与降低细胞氧化应激水平及提高胰岛素信号传导通路相关蛋白表达有关。     

干预DAG-PKC信号转导通路对糖尿病大鼠心肌细胞JNK1和IRS1基因表达的影响

目的干预二酰甘油-蛋白激酶C(DAG-PKC)信号转导通路后观察JNK1、IRS1等在糖尿病大鼠心肌中的表达情况。方法采用HE染色,masson染色、电镜观察大鼠心肌的病理变化,应用免疫组化、Real-Time PCR检测PKCβ2、JNK1及IRS1在大鼠心肌的表达情况。结果糖尿病模型组PKCβ2、JNK1、p-JNK、IRS1表达明显高于对照组,干预DAG-PKC信号转导通路后明显下调其表达水平。结论 DAG-PKC通路可能是通过G蛋白受体和胰岛素受体途径的共同信号点JNK1影响下游的信号传导而导致糖尿病心肌病的发生发展,DAG-PKC-JNK1-IRS1-Akt/PKB-mTOR-p70S6K1等一系列信号位点可能是DAG-PKC信号转导通路引起糖尿病心肌病可能的潜在途径。     

糖尿病和肥胖症治疗新靶点PTP1B抑制剂的研究进展

蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B(protein tyrosine phosphatase 1B,PTP1B)是典型的非受体型PTPase家族的成员之一。PTP1B在胰岛素信号通路中起着重要的负调控作用,是治疗糖尿病和肥胖症的新靶点。寻找PTP1B的特异性抑制剂,通过抑制PTP1B的活性来提高胰岛素信号通路的敏感性,对糖尿病和肥胖症治疗有着重要的应用前景。     

胰岛素的促生长作用

除了经典的代谢调节作用之外,胰岛素还具有重要的促生长作用：在体外胰岛素能够刺激众多细胞的增殖与分化,一些实验证明胰岛素在体内可能也是一种重要的生长调节因子.胰岛素的促生长作用通过细胞表面的胰岛素受体介导,但在较高的胰岛素浓度下也可以通过类胰岛素生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)受体进行,在不同细胞体系中可能会有所不同.受体后的信号转导经过了一系列磷酸化和去磷酸化等途径,其中有胰岛素受体底物1(IRS-1)、Shc蛋白、Ras蛋白以及磷酸肌醇3激酶(PI3-K)等的参与.在胰岛素的分子表面很可能存在一些区域或位点,对其促生长作用有着更大的贡献,通过对一些高促生长活性的胰岛素类似物的研究已揭示出一些初步的证据.     

ANGPTL8调控糖代谢作用机制研究

探讨ANGPTL8在胰岛素作用下对人肝细胞糖代谢影响及可能的作用机制。利用尾静脉水动力转染证实在小鼠肝脏过表达ANGPTL8可提高进食期糖耐受;在Hep G2细胞中利用q PCR检测进食的主要调控因素胰岛素、葡萄糖等对ANGPTL8表达影响,发现单独的葡萄糖或胰岛素对ANGPTL8表达影响不明显,而葡萄糖和胰岛素组合可显著促进ANGPTL8表达;利用Western blotting分析在ANGPTL8敲除(ANGPTL8-/-)和ANGPTL8稳定过表达(ANGPTL8++)的Hep G2细胞中胰岛素介导PI3K/AKT信号通路蛋白及其蛋白磷酸化表达差异,结果显示ANGPTL8可上调胰岛素介导的AKT信号通路中AKT、GSK-3β、Fox O1蛋白磷酸化;PAS染色分析ANGPTL8可促进胰岛素介导的糖原合成。     

诺沙坦改善非胰岛素依赖型糖尿病大鼠胰岛素敏感性的作用机制

本文研究血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂诺沙坦对非胰岛素依赖型糖尿病(non-insulin-dependent diabetes mellitus,NIDDM)大鼠胰岛素敏感性的改善作用,并探讨其作用机制。从饮水中给予正常或高脂喂养加小剂量链脲佐菌素(STZ)诱发的NIDDM大鼠诺沙坦(4 mg/kg),连续6周。分离骨骼肌,用免疫印迹法检测诺沙坦对胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1,IRS-1)、蛋白激酶B(protein kinase B,PKB)和葡萄糖转运因子4(glucose transporter 4,GLUT4)的表达,以及IRS-1的磷酸化、IRS-1与磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol(PI)3-kinase)的结合。口服葡萄糖耐量试验表明,口服诺沙坦可改善糖尿病大鼠胰岛素敏感性。在骨骼肌组织,NIDDM和正常大鼠的IRS-1、PKB和GLUT4蛋白表达无差异,且不受诺沙坦处理的影响。NIDDM大鼠胰岛素刺激后的骨骼肌IRS-1酪氨酸磷酸化水平、PI 3-kinase结合IRS-1的活性和PKB活性较对照组显著降低(P<0.01),且不能被诺沙坦改善。诺沙坦显著增加NIDDM大鼠肌细胞质膜(plasma membrane,PM)和T管(T-tubules,TT)胰岛素诱导的GLUT4的 含量(P<0.05)。与该结果一致的是,诺沙坦处理的NIDDM大鼠血糖水平较未处理NIDDM大鼠下降(P<0.05)。结果表明,诺沙坦可改善胰岛素抵抗状态,主要是通过非PI 3-kinase依赖的     

脂肪因子Apelin对2型糖尿病的调控作用

Apelin是G蛋白偶联受体APJ的特异性配体,在多种组织中均有表达。对Apelin作为一种有益的脂肪因子,可通过不同的信号通路调控糖代谢和脂代谢,并对胰岛素的分泌具有一定的调控作用,在2型糖尿病的发生和发展中起着重要的调控作用,现就Apelin对2型糖尿病的调控作用作一综述。     

FoxO1对下丘脑摄食中枢的影响研究进展

下丘脑是人体的摄食中枢,它通过抑制食欲的阿黑皮素原(POMC)神经元和促进食欲的神经肽相关蛋白(AgRP)神经元调节摄食及能量代谢。叉头转录因子O亚族1(FoxO1)是胰岛素信号通路和瘦素信号通路中重要的调节蛋白,FoxO1的生理作用是促进下丘脑Agrp基因表达、抑制Pomc基因表达,抑制瘦素信号通路的转录激活因子3(STAT3)蛋白对Pomc基因转录的促进作用,从而促进食欲。瘦素和胰岛素均可激活经典的IRS/PI(3)K/Akt信号通路,使FoxO1磷酸化失去活性,抑制食欲。此外,沉默信息调节因子Sirt1也可以通过去乙酰化,影响FoxO1的转录活性。本文综述了胰岛素、瘦素、Sirt1通过FoxO1调节下丘脑摄食中枢的作用机制。