1-磷酸鞘氨醇葡萄糖依赖性促进大鼠胰岛素分泌及机制研究
目的： 1-磷酸鞘氨醇(S1P)是通过鞘氨醇激酶（SphK）催化而形成的鞘氨醇磷酸化代谢产物，具有调节从细胞分化到细胞凋亡的多种细胞功能,并且能够对代谢性疾病、器官移植、多发性硬化症、癌症、神经炎症产生有益的影响，研究表明S1P具有促胰岛素分泌，减少β细胞凋亡，改善β细胞功能的作用。然而，S1P促进胰岛素分泌的电生理机制和特征仍不清楚。本课题研究了S1P对大鼠胰岛胰岛素分泌的影响及其电生理机制，以及S1P对小鼠在体血糖的影响,此外，我们还探索了与这些效应相关的细胞信号通路，为探索S1P的降糖机制提供理论依据与实验数据支持。 方法： (1)正常雄性Wistar大鼠,断头处死后，胶原酶P溶液经胆总管匀速注入胰腺，分离得到的胰腺组织在37°的水温下消化15分钟，采用密度梯度离心发获取大鼠胰岛，加DispaseⅡ进一步消化得到胰岛β细胞。(2)胰岛素分泌实验，在不同糖浓度条件下，观察S1P对胰岛β细胞胰岛素分泌的影响，特异性信号通路阻断剂对胰岛β细胞胰岛素分泌的影响。(3)膜片钳实验，探讨S1P对β细胞动作电位时程、电压依赖性钙通道电流的影响，S1P和特异性信号通路阻断剂对β细胞电压依赖性钾通道的影响，S1P对CHO细胞电压依赖性钾通道的影响。(4)cAMP测定，利用放射免疫方法研究S1P对大鼠胰岛β细胞内cAMP水平的影响。(5)应用Ca2+特异的荧光染料Fura-2AM孵育大鼠胰岛β细胞，研究S1P对胰岛β细胞内Ca2+水平的影响。(6)应用CCK8法检测S1P对高糖高脂诱导的INS-1细胞和CHO-Kv2.1细胞增殖生存的影响，研究S1P影响β细胞增殖生存的可能机制。(7)应用C57BL/6小鼠行葡萄糖耐量实验（OGTT）检测各个时间点的血糖水平，应用ELISA方法检测各个时间点血浆胰岛素分泌水平。 结果： (1)在2.8mmol/L的低糖浓度条件下，不同浓度的S1P（5μmol/L、10μmol/L、20μmol/L）对大鼠胰岛素均无影响，在16.7mmol/L的高糖浓度条件下，S1P（5μmol/L、10μmol/L、20μmol/L）以剂量依赖性的方式明显促进大鼠胰岛素分泌。(2)S1P能够延长β细胞的动作电位时程，抑制电压依赖性钾（Kv)通道。(3)以Forskolin为阳性对照药物，S1P抑制了细胞内cAMP的生成。(4)S1P升高了β细胞内Ca2+水平，但没有明显激活电压依赖性钙通道（VDCC）。(5)S1P主要通过细胞外Ca2+内流，而不是释放细胞内Ca2+储备来升高Ca2+水平。(6)通过CHO-Kv2.1细胞，发现S1P并不是直接抑制Kv通道。(7)S1P通过PLC/PKC信号转导通路抑制Kv通道电流，促进胰岛素分泌。(8)S1P能够改善高糖高脂诱导的INS-1细胞的活力，对INS-1细胞有保护作用。(9)S1P不能改善高糖高脂诱导的CHO-Kv2.1细胞的活力，对CHO-Kv2.1细胞无明显保护作用。(10)S1P能够增加C57BL/6小鼠的血浆胰岛素水平，并能降低C57BL/6小鼠的血糖水平。 结论： 在高糖浓度条件下，S1P能够以剂量依赖性的方式明显促进大鼠胰岛素分泌。S1P通过PLC/PKC信号转导通路抑制Kv通道电流，促进胰岛素分泌。S1P升高了β细胞内Ca2+水平，但没有明显激活电压依赖性钙通道（VDCC）。S1P能够改善高糖高脂诱导的INS-1细胞的活力，对INS-1细胞有保护作用。S1P能够促进C57BL/6小鼠的胰岛β细胞的胰岛素分泌，并能改善C57BL/6小鼠的糖耐量。此外，本研究表明S1P受体可能是治疗2型糖尿病的潜在作用靶点，为探索潜在的糖尿病治疗新方案提供实验数据和理论线索。
胰岛素分泌;1-磷酸鞘氨醇葡萄糖;电压依赖性钾通道
山西医科大学
硕士
基础医学
刘云峰;章毅
2022
中文
R587.1
2022-11-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）