吸烟与糖尿病的关系及相关机制研究

发布时间：2018-11-15 11:03

【摘要】：糖尿病是一种较为复杂的慢性内分泌代谢性疾病,主要特征为持续的高血糖状态。糖尿病病因目前未完全阐明,其发生与自身免疫、遗传、行为生活方式和环境等因素相关。糖尿病的发生涉及多个系统和器官的众多生理过程,主要包括胰岛β细胞胰岛素分泌缺陷和/或外周组织(如骨骼肌和脂肪组织)对胰岛素敏感性降低。2010年,一项覆盖全国的调查显示,我国糖尿病的患病率为11.6%,据此估计我国糖尿病患者达1.13亿人之多。吸烟是糖尿病、心脑血管疾病、肿瘤和慢性呼吸系统疾病四种主要慢性非传染性疾病的重要危险因素之一。我国吸烟人群庞大,最新监测表明成年吸烟者已有3.96亿人,吸烟在我国已经呈严峻的流行态势。吸烟与糖尿病关系之间的研究近年来一直为人们所关注,流行病学研究热度不减,机制研究乏善可陈。MAPKs信号通路是细胞外信号从细胞膜传递至胞浆、最后到胞核DNA的重要信号转导通路,它参与调控细胞增殖、生长、分化及死亡等众多生理过程。本文以以江苏省成人慢性病及其危险因素监测为基础,男性人群作为研究对象,调查吸烟与糖尿病的关系,并在细胞水平探讨香烟烟雾提取物对胰岛细胞的影响及MAPKs信号转导通路在其中的作用,进而揭示吸烟与糖尿病发生关系的部分分子机制。第一部分吸烟与糖尿病关系的流行病学研究研究目的:探讨吸烟与糖尿病的相关关系研究方法:以江苏省慢性非传染性疾病及危险因素监测地区的1047例成年男性为对象,采用单变量分析及多变量分析吸烟与糖尿病相关指标的关系,并在二元logistic回归模型中调整其它混淆因素,分析男性人群中吸烟与糖尿病之间的关系结果:男性人群中大量吸烟者的糖尿病患病率较高,每日吸烟≥ 20支吸烟人群糖尿病患病率为12.80%,包年数≥ 30的吸烟人群糖尿病患病率14.54%,均高于不吸烟者(P0.05);0～15包年吸烟者中胰岛素抵抗指数HOME-IR(2.09vs 1.70,P=0.002)高于不吸烟者且差异有显著性意义,≥ 30包年吸烟者的胰岛素分泌指数HOME-β低于不吸烟者(53.71 vs 67.46,P=0.003),差异有显著性意义。未对年龄和BMI进行分层时,每日吸烟≥ 20支与糖尿病显著相关,调整后OR=1.730(95%CI:1.144-2.615,P=0.009),同时≥ 30包年也与糖尿病患病风险相关联,调整OR=1.738(95%CI:1.101-2.742,P=0.018)。对年龄和BMI进行分层后,年龄≥ 55岁组每日吸烟≥ 20支与糖尿病之间呈明显正相关,调整OR=1.891(95%CI:1.039-3.442,P=0.037),在年龄55岁组每日吸烟0～20支与糖尿病患病呈负相关关系,调整OR=0.389(95%CI:0.155-0.976,P=0.044);BMI25kg/m2组中,每日吸烟≥ 20支人群的糖尿病患病风险显著增加,调整OR=2.464(95%CI:1.290-4.707,P=0.006),而且在吸烟包年数≥ 30人群中糖尿病患病风险也显著增加,调整 OR=1.991(95%CI:1.003-3.951,P=0.049)。结论:男性大量吸烟与糖尿病患病相关性显著,分层分析后,年龄≥ 55岁人群和BMI25kg/m2人群中大量吸烟与糖尿病患病显著相关。第二部分p38MAPK介导的香烟提取物所致胰岛细胞损伤目的:探讨香烟提取物对胰岛细胞增殖、凋亡及功能的影响及MAPKs信号通路相关蛋白的表达及在其中的作用。方法:(1)MIN6细胞经不同浓度的香烟提取物0 μg/mL(阴性对照组)、20 μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL处理24h,倒置显微镜下观察各浓度处理组MIN6细胞形态,采用CCK-8试剂盒检测香烟提取物对其细胞增殖的影响;(2)0μg/mL、20μg/mL、50μg/mL、100μag/mL 香烟提取物处理 MIN6 细胞 24h后,使用 Annexin V-FITC双染法在流式细胞仪下观察各浓度组香烟提取物对MIN6细胞凋亡的影响,同时用Western blots检测凋亡相关蛋白cleavd caspase-3及抗凋亡蛋白Bcl-2表达;分别采用ELISA法和Luminometer法检测香烟提取物对MIN6胰岛细胞胰岛素分泌和细胞内ATP水平的影响。(3)不同浓度(0、20、50、100 μg/mL)香烟提取物处理MIN6细胞24 h后,采用Western blots检测MAPKS信号通路蛋白及其磷酸化水平,应用p38MAPK和JNK选择性抑制剂后观察香烟提取物对MIN6细胞凋亡及胰岛分泌功能的影响。结果:(1)随着香烟提取物浓度的升高,胰岛MIN6细胞形态出现异常改变,高浓度香烟提取物处理下细胞拉长并呈现梭形样改变,镜下可见较多细胞碎片,伴有细胞增殖活力的下降,在100μg/mL及以上浓度时细胞活力显著低于对照组(P0.05)。(2)香烟提取物导致胰岛MIN6细胞凋亡增加,抗凋亡蛋白Bcl-2表达下降,凋亡蛋白cleaved-caspase3表达升高,在50 μg/mL和100 μg/mL浓度下各蛋白表达与对照组相比均有显著差异(P0.05);香烟提取物处理后,高糖刺激的胰岛素分泌和胞内ATP水平及PDX-1 mRNA表达也出现下降,且50 μg/mL及以上浓度组相比对照组有显著差异(P0.05)。(3)MIN6细胞经香烟提取物处理后的,JNK和p38MAPK出现磷酸化激活,当浓度为50 μg/mL及以上时MIN6细胞p-JNK和p-p38MAPK表达水平与对照组相比均有显著升高(P0.01)。经p38MAPK选择性抑制剂预处理后,香烟提取物诱导MIN6细胞的凋亡和胰岛素分泌下降被阻止。结论:香烟提取物导致胰岛β细胞凋亡和胰岛素分泌水平下降,经p38MAPK抑制剂处理后可被阻止,p38MAPK可能介导了香烟提取物诱导的胰岛β细胞损伤。
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【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R587.1

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