游离脂肪酸诱导的胰岛β细胞功能障碍与解耦联蛋白2的相关性研究

摘要

目的:解耦联蛋白2(uncoupling protein2,UCP2)是UCPs的家族成员之一,广泛分布于机体各组织,包括脂肪组织及胰岛β细胞等,定位于线粒体的内膜上,通过消散线粒体内膜两侧的质子梯度调节线粒体的功能,包括线粒体内膜电位、ATP合成、呼吸链ROS的产生等。近年来研究表明在胰岛β细胞中UCP2与胰岛素分泌有关,认为UCP2可减少胰岛素分泌,UCP2可能与肥胖、胰岛β细胞功能障碍紧密相关。环境因素、肥胖、高血脂及高血糖可能通过超氧化物-UCP2途径导致胰岛β细胞功能的损害。在胰岛β细胞中,ATP/ADP比值增高,导致ATP敏感的K通道关闭,钾离子外流减少致细胞膜去极化,钙离子内流,胰岛素分泌颗粒通过胞吐方式分泌胰岛素。线粒体内膜上氧化磷酸化解偶联会减少ATP的合成,导致葡萄糖刺激的胰岛素分泌减少。有研究表明由腺病毒介导的正常β细胞中UCP2的过表达可导致葡萄糖刺激的胰岛素分泌(GSIS)功能损害,UCP2基因敲除的肥胖鼠,其空腹和餐后血糖水平较对照组均显著下降,腹腔注射葡萄糖时,胰岛素Ⅰ相分泌得到明显改善。UCP2表达增强并不影响胰岛β细胞中胰岛素的量,只减少了胰岛素的分泌,所以它对胰岛素分泌起负性调节作用。2型糖尿病患者除了糖代谢紊乱以外,尚有脂质代谢紊乱,尤其是高甘油三酯血症和高游离脂肪酸血症。
　　 机体在代谢过程中通过酶系统与非酶系统产生氧自由基,氧自由基攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸形成脂质过氧化物,如丙二醛(MaleicDialdehyde MDA)、酮基及新的氧自由基等。脂质过氧化物还可形成级联放大作用而引起细胞损伤。所以MDA的水平间接反映了机体细胞受自由基攻击的严重程度,反映了氧化应激的水平。有研究表明一定浓度油酸作用于体外培养的心肌细胞48小时,测定心肌细胞中MDA的含量是升高的,表明氧化应激水平是增加的。2型糖尿病患者体内游离脂肪酸(freefatty acid,FFA)水平是增高的,油酸是血液中的一种单不饱和游离脂肪酸。本实验采用不同浓度油酸慢性作用于胰岛β-TC3细胞72小时,观察β细胞氧化应激、凋亡率、UCP2的表达量及胰岛素分泌,探讨油酸对胰岛β细胞的影响,以研究FFA损害胰岛功能的机制。
　　 方法:
　　 体外培养小鼠胰岛β-TC3细胞。实验共分四组:N=正常对照组、A=0.3mmol/l、B=0.4mmol/l、C=0.5mmol/l油酸组。N组给予含2％胎牛血清白蛋白(bovine serum albumin BSA)的无血清RPMI1640培养基,实验组分别给予含0.3mmol/l、0.4mmol/l、0.5mmol/l的2％BSA的无血清RPMI1640培养基,共培养72小时。放射免疫法测定细胞培养液中基础及葡萄糖刺激的胰岛素分泌(GSIS),流式细胞仪检测胰岛β-TC3细胞凋亡率及线粒体膜电位,western blot检测胰岛β-TC3细胞中UCP2蛋白表达量,硫代巴比妥酸法测定β-TC3细胞中MDA的含量。
　　 结果:
　　 1：与对照组相比,油酸组使2.8mmol/L葡萄糖时的基础胰岛素分泌量增加,随着油酸浓度增加而增加;使16.7mmol/L葡萄糖时的GSIS减少,并且随着油酸浓度增加而减少。对照组基础胰岛素分泌量为62±7mU/l,油酸组分别90±3mU/l,127±6mU/l,207±9mU/l,为对照组的1.45倍,2.05倍和2.30倍(P均＜0.01)。对照组的GSIS是479±16mU/l,油酸组为345±10mU/l,216±7mU/l,153±6mU/l较对照组GSIS分别减少了28％,55％,68％(P＜0.01)。各组之间有显著性差异(P＜0.01)。
　　 2：对照组凋亡率为4.70％±0.15,油酸组分别为8.52％±0.29,29.11％±0.67,15.20％±0.50(P＜0.01),以0.4mmol/l组凋亡率增高尤为明显。各组之间有显著性差异(P＜0.01),有统计学意义。
　　 3：对照组线粒体膜电位平均荧光强度(MIF)值为9.98±1.18,B、C、D组分别为6.64±0.84,3.52±0.80,1.62±0.36(P＜0.01)。各组之间有显著性差异(P＜0.01)。
　　 4：对照组UCP2蛋白的相对灰度为0.46±0.05,油酸组分别为0.85±0.02,1.17±0.03,1.38±0.06(P＜0.01),与油酸浓度呈剂量依赖性增加。各组之间有显著性差异(P＜0.01)。
　　 5：对照组MDA的含量为0.80±0.043,油酸组分别为1.36±0.027,1.97±0.048,2.33±0.078(P＜0.01),与油酸浓度呈剂量依赖性增加。各组之间有显著性差异(P＜0.01)。
　　 结论:
　　 在体外胰岛βTC3细胞中,FFA对胰岛功能的损害可能与β细胞氧化应激增加、凋亡率增加,UCP2的表达增加有关。UCP2的表达与作用增加可导致线粒体膜电位降低,引起胰岛素分泌减少,胰岛功能损害。

目录

文摘

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前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述 解耦联蛋白2与2型糖尿病的关系

致谢

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