PACAP葡萄糖依赖性促进大鼠胰岛素分泌及机制研究

发布时间：2020-06-08 02:24

【摘要】：目的:研究垂体腺苷酸环化酶激活肽(Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide,PACAP)对大鼠胰岛胰岛素分泌的影响及其在胰岛β细胞中的作用机制,为进一步探讨胰岛素分泌的调控机制,寻找治疗糖尿病的潜在靶点提供实验依据。方法:采用正常雄性Wistar大鼠胰岛及胰岛β细胞为研究对象。大鼠急性处死后,将胶原酶P经胆总管注入胰腺内消化11分钟,培养液终止消化,Histopaque 1077梯度离心得到散在的大鼠胰岛颗粒,再经DispaseⅡ消化胰岛为单个胰岛细胞。(1)胰岛素分泌实验探究在不同环境下PACAP对大鼠胰岛胰岛素分泌的影响。(2)膜片钳技术探讨PACAP与单个胰岛β细胞动作电位的关系。全细胞电压钳模式下研究在不同条件下PACAP与单个胰岛β细胞电压依赖性钾(Kv)通道电流及电压依赖性Ca2+(VDCC)通道电流的关系。(3)利用钙成像技术监测在不同干预下胰岛β细胞内Ca2+浓度变化。结果:(1)PACAP在2.8 mmol/L葡萄糖作用下对大鼠胰岛胰岛素分泌无影响,但在高糖作用下(8.3 mmol/L)存在浓度依赖性地促进胰岛素分泌,且促胰岛素分泌作用随着葡萄糖浓度的升高而增强。(2)PACAP能够延长动作电位时程,减小电压依赖性钾(Kv)通道电流。(3)PACAP促胰岛素分泌作用不仅与Kv通道有关,还与电压依赖性钙(VDCC)通道有关。通过全细胞电压钳技术记录发现PACAP可增加电压依赖性Ca2+通道电流。(4)钙成像技术表明PACAP升高细胞内Ca2+浓度,且该作用与电压依赖性Ca2+通道有关。(5)应用不同受体阻断剂发现PACAP促胰岛素分泌主要作用于PAC_1受体,而并非VPAC_1和VPAC2受体。(6)PAC_1受体阻断剂PACAP(6-38)能够逆转PACAP减弱Kv通道电流的作用。(7)分别使用特异性腺苷酸环化酶(Adenylyl cyclase,AC)抑制剂SQ22536和蛋白激酶A(Protein Kinase A,PKA)抑制剂H89发现SQ22536或H89均能显著地减弱PACAP促大鼠胰岛胰岛素分泌作用和PACAP对电压依赖性钾通道的抑制作用。(8)PACAP(6-38)可削弱PACAP增强电压依赖性Ca2+通道电流及细胞内的Ca2+浓度作用。结论:高糖情况下PACAP能呈剂量依赖性促进大鼠胰岛胰岛素分泌,但在低糖情况下不影响胰岛素分泌,因此PACAP在发挥促胰岛素分泌作用时不易诱发低血糖风险,PACAP促进胰岛素分泌具有葡萄糖浓度依赖的特性。在大鼠胰岛β细胞中PACAP促进胰岛素分泌主要的机制是PACAP通过作用于PAC_1受体,激活AC及其下游效应器PKA,抑制Kv通道,使β细胞动作电位时程延长,增加电压依赖性Ca2+通道开放时间,最终导致细胞内Ca2+浓度升高。PACAP也可通过结合PAC_1受体,增强电压依赖性Ca2+通道电流,使细胞内Ca2+浓度升高,进而促进胰岛素分泌。本课题为PACAP促大鼠胰岛素分泌机制提供了新观点。此外,我们的研究表明PAC_1受体可能是治疗2型糖尿病的潜在作用靶点,这也为进一步探索新型PAC_1受体激动剂作为治疗2型糖尿病的新药物提供了有用的线索。
【图文】：

氨基酸序列,氨基酸序列

图1 PACAP38和PACAP27的氨基酸序列2．PACAP 的分布2.1 中枢神经系统的分布有研究表明[13,14]在大鼠下丘脑中 PACAP 的浓度最高，其中 PACAP38 是要的存在形式，PACAP27 占脑组织总 PACAP 含量不到 10％。大鼠门静脉血中的 PACAP 浓度（≈65 pmol/L）至少是外周血中的两倍，表明下丘脑神经末释放的肽实际上被转运到垂体[15]。在边缘系统中，在杏仁核复合体，丘脑的侧核和室旁核中检测到 PACAP 免疫反应性纤维[16-19]。在许多其他大脑区域包大脑皮质，，海马，丘脑，纹状体，伏隔核，黑质，蓝斑和松果腺等也检测PACAP[14,18]。
【学位授予单位】：山西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R587.1

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