胰岛素受体结构与功能研究概况

胰岛素受体(IR)是由两个α-亚基和两个β-亚基构成的跨膜糖蛋白。α-亚基位于细胞表面,是胰岛素结合区域。β-亚基的1/3也位于细胞表面,其余2/3则跨膜并插入胞浆中,后者是IR的活力区域,具有受胰岛素调节的酪氨酸蛋白激酶活性,此活性受多位点磷酸化的调节并表现出变构酶行为。不同组织的IR在分子结构,化学性质和生理功能上均有差异,其中脑IR代表了IR的一个结构和功能亚型。IR的生物合成类似于胰岛素的生物合成。     

氧化应激与2型糖尿病的研究进展

氧化应激与2型糖尿病(T2DM)的发生、发展密切相关.胰岛素抵搞(Insulin Resistance,IR)、胰岛β细胞功能受损是2型糖尿病的主要病因.而氧化应激可以直接及间接激活细胞内的一系列应激信号通路,如核因子κ-B(Nuclear factor-KappaB,NF-κB)、c-Jun氨基端激酶(NH-terminal Jun kinase,JNK)、蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)、p38丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)等.这些应激通路的激活可以产生以下结果:(1)阻断胰岛素作用通路,导致胰岛素抵抗;(2)降低胰岛素基因表达水平,致胰岛素合成和分泌减少;(3)促进胰岛β细胞凋亡等.本文针对氧化应激诱导胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损等机制加以综述,以便进一步阐明2型糖尿病的发病机制.     

2型糖尿病视网膜病变与胰岛素抵抗及β细胞功能的关系

目的:探讨新疆汉族2型糖尿病视网膜病变(DR)与胰岛素抵抗(IR)及β细胞功能的关系.方法:免散瞳眼底照相行眼底筛查我院内分泌科住院病人及体检正常人群258例,正常人(NC)83例、糖尿痛无视网膜病变(NDR)60例、糖尿病视网膜病变(DR)115例.测定其空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS),计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR指数)、β细胞功能指数(HOMA-β指数),并测定其临床一般资料,记录身高、体重等.结果:NDR组、DR组HOMA-IR指数、HOMA-β指数明显高于NC组,差异有统计学意义(p<0.05),但NDR组与DR组相比,HOMA-IR指数、HOMA-β指数差异无统计学意义(p>0.05).2型糖尿病视网膜病变与FBG、FINS、HOMA.IR、HOMA-β呈正相关(p<0.01).多元Logistie回归分析显示病程、吸烟史、TG、Tc、尿微量白蛋白(UAE)、糖化血红蛋白(HbAlc)、血尿酸(SUA)、收缩压(SBP)HOMA-IR、HOMA-β为DR的危险因素.校正这些因素后DR仍与UAE、SUA、SBP、HOMA-IR、HOMA-β相关.结论:DR的发生与发展除了与病程、脂代谢紊乱、吸烟有关外,还与IR、β细胞功能、UAE及SUA等有关.     

多囊卵巢综合征患者胰岛素抵抗和胰岛β细胞分泌功能与氧化应激的相关性研究

目的:探讨多囊卵巢综合征(PCOS)患者胰岛素抵抗(IR)和胰岛β细胞分泌功能与氧化应激的相关性。方法:选择122名在大连市妇幼保健院生殖保健中心就诊的PCOS患者82例,包括IR组42例和非IR组40例,同期选取单纯因男性因素不育而月经规律、内分泌激素正常的对照组患者40例。检测空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)水平,测定血清活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)含量以评价机体氧化应激,测定血清总抗氧化能力(TAC)和超氧化物歧化酶(SOD)含量评价机体的抗氧化能力,使用稳态模型评价机体的胰岛素抵抗(HOMA-IR)和胰岛β细胞分泌功能(HOMA-β)。结果:PCOS胰岛素抵抗组患者身体质量指数(BMI)、促黄体素(LH)、黄体生成激素/卵泡生成激素(LH/FSH)、睾酮(T)、FBG、FINS和HOMA-IR显著高于非IR和对照组,而HOMA-β显著低于非IR和对照组,差异均有统计学意义(P0.05);PCOS胰岛素抵抗组血清ROS和MDA含量较非IR组和对照组显著升高(P0.05),非IR组ROS含量显著高于对照组(P0.05),而非IR组和对照组MDA含量相比差异无显著性(P0.05);PCOS胰岛素抵抗组血清TAC和SOD含量较非IR组和对照组显著降低(P0.05),而非IR组血清TAC和SOD含量低于对照组,但差异无显著性(P0.05)。PCOS患者HOMA-IR与体质指数(BMI)及血清ROS和MDA水平呈正相关P0.01),与血清TAC和SOD活性呈显著负相关(P0.05)。结论:氧化应激与PCOS患者胰岛素抵抗密切相关,可能在其胰岛素抵抗发生发展进程中发挥着重要的作用。     

脑组织中的胰岛素及其受体

在新发现的胰岛素敏感组织——脑的不同区域中,胰岛素含量和胰岛素受体(IR)含量有明显的差异,并且同一区域内的胰岛素含量与IR的含量之间不表现平行关系。作为IR的一个结构和功能亚型,脑IR的α-亚基和β-亚基的分子量低于肝细胞和脂肪细胞的IR。但脑IR的化学性质与后者基本相同。更为重要的是,胰岛素在脑中表现了与经典胰岛素靶组织所不同的生理功能,很值得探究。     

糖脂毒性对胰腺β细胞的功能损伤作用及机制

现在关于高糖高脂对胰腺β细胞的毒性机制已经有了明显的进展,但还不完全清楚。实际上,β细胞响应过量营养物质的过程是一个连续的过程,包括β细胞补偿和β细胞功能失调。在早期,β细胞应对高糖高脂的反应是一个积极主动的过程;而到后期,过量的糖脂会导致胰岛素分泌下降,削弱胰岛素基因表达量,并促进胰岛β细胞凋亡。最终对2型糖尿病的发展有促进作用。综述了近年来细胞水平和分子水平,在葡萄糖存在的条件下,脂肪酸对胰腺β细胞的损伤作用及其机制的研究进展,重在说明葡萄糖和脂肪酸在2型糖尿病发展中的共同作用。     

依法克生对大鼠胰岛细胞损伤的保护作用

目的探讨炎症因子对体外培养大鼠胰岛细胞的损伤情况及依法克生可能的保护作用。方法将分离、纯化的SD大鼠胰岛细胞置于体外培养,观察炎症因子IL-1β不同浓度(0.1~10 ng/ml)和不同作用时间(0~48 h)下对胰岛细胞分泌功能影响。胰岛细胞分为对照组、IL-1β组和依法克生组,用单因素方差分析比较各组在低糖和高糖环境下的胰岛素分泌,观察依法克生对胰岛素分泌的影响,对胰岛功能IL-1β损伤的保护作用,并比较三组间胰岛细胞凋亡率。结果高糖浓度下,随IL-1β浓度升高,胰岛素分泌下降(P0.001),随作用时间延长,胰岛素分泌亦减少(P0.001),IL-1β浓度超过5.0 ng/ml、时间超过24 h抑制作用较为明显。依法克生组胰岛素分泌较IL-1β组明显升高(P0.001),与对照组无差异。胰岛细胞凋亡在IL-1β组(49.7±15.5)﹪高于对照组(9.7±2.5)﹪(P0.01),在依法克生组(15.7±5.5)﹪低于IL-1β组(P0.01),提示干预后胰岛细胞凋亡明显减少。结论 IL-1β抑制高糖环境下胰岛素的分泌,并存在剂量和时间依赖关系。依法克生加入体外培养的胰岛细胞中,可有效防止IL-1β诱导胰岛细胞损伤,逆转被抑制的胰岛分泌功能,并减少胰岛细胞凋亡。     

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     

INS-1E细胞葡萄糖毒性模型的建立

目的:建立胰岛细胞系INS-1E细胞的葡萄糖毒性模型。方法:将INS-1E细胞分别在不同葡萄糖浓度(5.5 mmol/L、16.7mmol/L、25 mmol/L、30 mmol/L)的1640完全培养基中培养不同时间(48 h、72 h、96 h、120 h),分别在不同时间点取细胞进行细胞功能检测,实时荧光定量PCR法检测胰岛素m RNA的表达,ELISA检测葡萄糖刺激的胰岛素的分泌。结果:与对照组相比,高糖浓度(5.5 mmol/L、16.7 mmol/L、25 mmol/L、30 mmol/L)培养基中培养48 h后,INS-1E细胞的胰岛素合成和分泌的功能均增加(P均0.05),随着培养基中葡萄糖浓度的升高以及培养时间的延长,INS-1E细胞胰岛素合成及分泌的功能逐渐下降,当在葡萄糖浓度为30 mmol/L的培养基中培养120 h后,胰岛素m RNA合成及葡萄糖刺激的胰岛素分泌均显著降低(P均0.01)。结论:INS-1E细胞在30 m M的葡萄糖中培养120 h形成稳定的葡萄糖毒性模型。     

有氧运动降低胰岛素抵抗小鼠海马细胞焦亡相关蛋白及炎症因子的表达

本研究通过观察高脂饮食及有氧运动干预后小鼠海马细胞焦亡及炎症相关蛋白的表达情况,探讨运动改善胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)的可能机制。选取6周龄C57BL/6J雄性小鼠38只,随机以正常饮食(n=12)或高脂饮食(n=26)喂养12周后进行葡萄糖和胰岛素耐量实验,根据结果将小鼠分为对照组(n=12)、IR组(n=10)和IR有氧运动组(n=10)。IR有氧运动组进行12周的渐增跑台训练。干预结束后麻醉处死小鼠并剥离海马组织,提取蛋白进行Western blot实验,检测细胞焦亡及炎症相关蛋白的表达情况。结果显示:(1)与对照组相比,IR小鼠海马NFκB,炎症小体相关蛋白Nod样受体蛋白3 (Nod-like receptor protein 3, NLRP3)、斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD, ASC),细胞焦亡相关蛋白proCaspase-1、gasdermin D (GSDMD)、GSDMD-N及炎症因子IL-1β、IL-18均显著升高,而炎症小体相关蛋白NIMA相关蛋白激酶7 (NIMA-related kinase 7, NEK7)及焦亡相关蛋白Caspase-1有升高趋势,但无显著差异。(2)与IR组相比,渐增跑台训练能够显著降低IR小鼠海马NFκB、NLRP3、NEK7、ASC、pro-Caspase-1、GSDMD、GSDMD-N、IL-1β、IL-18的表达。以上结果提示,12周渐增跑台训练能够显著降低IR小鼠海马焦亡相关蛋白及炎症因子表达,抑制细胞焦亡。     

功能胰腺β细胞获取与应用的研究进展北大核心CSCD

胰腺β细胞生成和分泌的胰岛素对维持人体正常血糖起到关键作用,胰岛素分泌不足或利用缺陷将会导致糖尿病(diabetes mellitus,DM)的发生。经典的DM治疗方法包括药物治疗和胰岛移植,新兴的胰腺β细胞替代疗法可以使患者摆脱对药物的依赖并且可以缓解胰岛移植供体缺乏的难题。通过重编程技术或者定向诱导干细胞分化等方法可以获得胰腺β样细胞,相关功能已经在体外细胞和动物体内水平得以验证。有些医院已开展了β细胞替代疗法的临床试验。体外获取具有功能的胰腺β样细胞有望成为临床DM细胞治疗的可靠来源。文中总结了胰腺β细胞主要获取方式,讨论了现有方法存在的问题,为将来获取和应用功能胰腺β细胞提供了思路。     

短期胰岛素泵强化治疗对2 型糖尿病患者脂糖代谢及胰岛β细胞功能的影响

目的:探讨短期胰岛素泵强化治疗对2型糖尿病患者脂糖代谢及胰岛β细胞功能的影响。方法:选择2013年10月到2015年10月我院收治的2型糖尿病患者86例,随机分为对照组(n=43)和实验组(n=43)。对照组患者给予门冬胰岛素常规治疗,实验组患者给予胰岛素泵强化治疗,两组疗程均为2周。检测并比较两组患者治疗前后血糖、血脂、糖化血红蛋白(Hb A1c)及口服葡萄糖刺激后胰岛β细胞功能指标。结果:治疗后两组患者空腹血糖(FPG)、Hb A1c、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)及低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、稳态模型评价-胰岛素抵抗(HOMA-IR)较治疗前均明显下降(P0.05),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、胰岛素曲线下面积(AUC)、稳态模型评价-胰岛β细胞功能(HOMA-β)及0.5h胰岛素浓度/血糖浓度(I30/G30)较治疗前明显升高(P0.05),且实验组患者以上各指标变化均优于对照组(P0.05)。结论:短期胰岛素泵强化治疗能明显纠正2型糖尿病患者血糖、血脂水平,改善胰岛β细胞功能,值得在临床上推广应用。     

双歧杆菌三联活菌及常规疗法在老年2型糖尿病中的应用观察

目的探讨双歧杆菌三联活菌及常规疗法在老年2型糖尿病中的应用效果。方法选取2017年3月-2019年12月我院老年T2DM患者118例,依据简单随机数字表法分为研究组与对照组,各59例。对照组采取常规治疗,研究组在对照组基础上采取双歧杆菌三联活菌治疗。检测两组治疗前后血糖指标[空腹血糖(FPG)、餐后2 h血糖(2h PG)、糖化血红蛋白(HbA1c)]水平、胰岛功能指标[胰岛素抵抗指数(HOMA IR)、胰岛β细胞功能指数(HOMA β)、空腹胰岛素(FINS)、餐后2 h胰岛素(PINS)]、微炎症状态指标[白介素 1β(IL 1β)、肿瘤坏死因子 α(TNF α)、高敏C 反应蛋白(hs CRP)]、肠道菌群(肠杆菌、酵母菌、乳杆菌、拟杆菌、双歧杆菌)、丙二醛(MDA)、8 异前列腺素F2α(8 iso PGF2α)和不良反应。结果治疗后研究组FPG、2h PG、HbA1c水平低于对照组(P<0.05),HOMA β、FINS、PINS水平高于对照组,HOMA IR水平低于对照组(P<0.05),血清IL 1β、TNF α、hs CRP水平低于对照组(P<0.05),拟杆菌、乳杆菌、双歧杆菌数量高于对照组,酵母菌、肠杆菌数量低于对照组(P<0.05);MDA、8 iso PGF2α水平低于对照组(P<0.05)。研究组不良反应发生率(10.17%)与对照组(6.78%)差异无统计学意义(P>0.05)。结论双歧杆菌三联活菌辅助常规疗法治疗老年T2DM,可改善患者肠道菌群构成,降低血糖水平,改善胰岛β细胞功能,提高胰岛素敏感性,减轻机体微炎症状态,抑制氧化应激反应,安全可靠。     

从人胚胎干细胞获得胰岛素阳性细胞的研究进展

人胚胎干细胞(hESCs)因具有无限增殖能力以及多向分化潜能,使其能为糖尿病的细胞治疗提供充足且功能完备的替代细胞。近年来,虽然有许多成功将人胚胎干细胞诱导为胰岛素阳性细胞的报道,但诱导所得的胰岛素阳性细胞仍存在很多缺陷,如效率较低,细胞功能不完备等。本文将关注人们在提高人胚胎干细胞向胰岛素阳性细胞的诱导效率及获得具有成熟β细胞功能的胰岛素阳性细胞的各种努力和尝试。     

AD认知功能障碍的代谢紊乱机制:脑胰岛素抵抗及其介导的PI3K/Akt信号通路受损

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种以进行性痴呆为主要特征的中枢神经系统退行性疾病,其认知功能障碍可能与Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes, T2DM)诱发的胰岛素抵抗所损伤的PI3K/Akt胰岛素信号级联通路相关。胰岛素是调节机体新陈代谢的重要激素,通过与神经细胞表面的胰岛素受体结合激活PI3K/Akt信号通路,以调控葡萄糖、脂质的代谢。任何中间媒介功能紊乱所导致的脑胰岛素水平和胰岛素敏感性的降低都会损坏PI3K/Akt信号通路,诱发脑能量代谢障碍、Aβ沉积、Tau蛋白过度磷酸化,引起并加重AD认知功能障碍。因此,本文以PI3K/Akt胰岛素信号通路为主线,揭示了T2DM中脑胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)与AD之间的复杂机制,旨在加深对脑IR介导的AD病理过程的系统性理解,借此为延缓或治疗AD的认知功能障碍提供理论基础。     

己糖激酶介导小豆蔻明改善血管平滑肌细胞糖代谢的作用

目的:探讨小豆蔻明对胰岛素抵抗状态(IR)血管平滑肌细胞(VSMCs)糖代谢的影响及其作用机制。方法:采用高糖(2.5×l0-2 mol·L-1)高胰岛素(100 U·L-1)培养VSMCs,72 h后加入小豆蔻明培养48 h,观察培养液中葡萄糖消耗量、细胞内己糖激酶活性以及细胞增殖。结果:高糖高胰岛素培养72h后,血管平滑肌细胞糖消耗量降低(P<0.01);小豆蔻明能显著性增加IR细胞的平均糖消耗量(P<0.01),增强己糖激酶活性(P<0.01);同时明显抑制高糖高胰岛素引起的VSMCs增殖(P<0.01)。结论:小豆蔻明能增强己糖激酶活性,改善IR状态下细胞糖代谢;同时抑制高糖高胰岛素刺激引起的VSMCs异常增殖。     

Ⅱ型糖尿病人红细胞胰岛素受体及红细胞膜流动性的观察

本文采用配对分析,测定了15例Ⅱ型糖尿病人(NIDDM)和15名正常人的红细胞胰岛素受体和红细胞膜微粘度,发现NIDDM红细胞胰岛素受体位点减少(86±85对215±116sites/RBC,P<0.002),而红细胞膜微粘度显著升高(2.6706±0.2813对2.2717±0.1578泊,P<0.001)。二变量间呈有意义的负相关(r=-0.328,P<0.05),提示细胞膜流动性的下降可能是NIDDM胰岛素受体和/或受体后缺陷的原因之一。     

ATP合成下降在β细胞胰岛素分泌障碍中的作用

胰岛β细胞胰岛素分泌过程是受多种因素协调精确控制的,ATP合成酶在这一调控网络中起着重要作用.高糖、高脂及炎症细胞因子,通过不同的信号通路,引起线粒体膜电位改变及/或ATP合成酶核心亚基表达下降,导致ATP合成速率下降,是β胰岛素分泌障碍发生的共同核心环节,在2型糖尿病病理生理过程中起了关键性作用.糖尿病动物胰岛β细胞内的ATP含量较正常β细胞明显降低,而上调2型糖尿病患者胰岛细胞ATP合成酶β亚基表达能提高ATP合成速率,增加细胞ATP含量并逆转损伤的胰岛素分泌功能.目前的研究提示,亮氨酸、肠抑素(enterostatin)及过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)能通过调控ATP合成酶β亚基表达或活性提高细胞ATP合成速率,这为改善β细胞功能障碍提供了新的思路和信息.     

IL-1β对体外培养NIT-1β细胞胰岛素分泌的影响

利用小鼠胰岛β细胞系NIT 1细胞,对不同时间、不同浓度IL 1β作用下细胞的生长和胰岛素的分泌进行观察,以研究IL 1β对胰岛β细胞胰岛素分泌的影响,探讨细胞因子对胰岛β细胞功能的抑制作用.结果显示在IL 1β作用下,各组NIT 1细胞分泌胰岛素呈不同程度降低,表明IL 1β对NIT 1β细胞系胰岛素的分泌具有显著抑制作用.     

胰岛素受体家族的结构与功能研究

胰岛素（insulin）与胰岛素样生长因子-1（IGF-1）分别是由胰岛β细胞和肝细胞分泌的 多肽类激素.它们通过结合并激活位于细胞膜上的受体酪氨酸激酶(RTKs),发挥重要的生理作用. 作为起始信号传导的第一步,胰岛素与IGF-1是如何与各自受体的膜外区域（ectodomain） 结合并进一步激活受体的细胞膜内酪氨酸激酶活性一直属于科学研究的关键基础问题.本文 概述了胰岛素受体家族（IR和IGF-1R）及其配体的结构与功能的特点和关系,并重点介绍 了近年来国内外在胰岛素受体家族复合体结构和功能上的研究手段和取得的突破性进展.