利拉鲁肽抑制NLRP3依赖的糖尿病胰岛βTC-6细胞功能损伤的焦亡机制研究

发布时间：2020-11-12 07:56

　　 目的2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)的主要发病机制是胰岛素抵抗(IR)和胰岛β细胞功能衰竭。胰岛组织分泌的胰岛素,作为人体唯一降糖激素,在T2DM的发生发展中起举足轻重的作用,目前对胰岛组织及其核心细胞胰岛β细胞的病理生理机制了解甚少,尚无统一定论。细胞焦亡作为一种新型炎症性细胞死亡,近年来被发现广泛参与多种急慢性炎性损伤过程,成为探索疾病机理、寻找治疗靶点的重要方向。本研究设计基于以下两点,一方面,糖脂毒性贯穿T2DM发病始末环节,脂多糖(LPS)是病原菌附属产物,作为肠道菌群失调后效应与T2DM之间存在密切关联,既往研究表明高糖、高脂、LPS可通过调节炎症反应,诱导糖尿病相关疾病的组织细胞发生焦亡损伤,但无研究证实在2型糖尿病的胰岛β细胞中是否发生焦亡现象。另一方面,利拉鲁肽(liraglutide)作为一种新型降糖药物胰高血糖素样肽-1受体激动剂(GLP-1RA),近期研究发现该药对单核巨噬细胞中含pyrin结构域NOD样受体家族3(NLRP3)炎性小体相关的细胞焦亡具有抑制作用,目前虽无GLP-1RA对T2DM胰岛β细胞的抗焦亡相关研究出现,但无疑,降糖药物GLP-1RA表现出巨大的抗焦亡潜力。基于上述背景,本研究旨在探索以下四个问题:1)高糖、高脂、LPS是否引起胰岛β细胞发生NLRP3依赖的细胞焦亡及其分子机制;2)焦亡损伤是否影响胰岛细胞的胰岛素分泌功能;3)进一步探索GLP-1RA利拉鲁肽是否具有抑制胰岛β细胞焦亡的作用;4)利拉鲁肽是否对焦亡损伤后胰岛细胞的分泌功能有所改善。本研究为T2DM胰岛β细胞的病理机制拓宽认知领域,为利拉鲁肽的临床应用增添新证据。方法1.分别探索葡萄糖、软脂酸(PA)、LPS诱导胰岛βTC-6细胞构建焦亡模型的最佳条件。用不同浓度、不同时长的葡萄糖和PA,用单一或联合三磷酸腺苷(ATP)的LPS分别处理胰岛βTC-6细胞,用实时荧光定量PCR(RT-PCR)、Western Blot法检测胰岛β细胞中NLRP3、半胱天冬氨酸蛋白水解酶1(caspase-1)的表达水平,对经干预后的β细胞进行高糖刺激下胰岛素分泌试验(GSIS),后续用ELISA法测定细胞上清液中胰岛素分泌量,探讨以上三种干预方式对胰岛β细胞的焦亡诱导情况,及焦亡发生对β细胞的胰岛素分泌损伤情况。2.根据第一部分结果提示,分别用最佳诱导条件的葡萄糖、PA、LPS三种因素诱导胰岛βTC-6细胞发生焦亡,并给予利拉鲁肽和caspase-1抑制剂处理,用FITC-Annexin V/PI细胞双染凋亡试剂盒行细胞染色后用流式细胞术分析,了解焦亡细胞比例,用RT-PCR法、Western Blot法检测NLRP3、caspase-1、GSDMD焦亡表达情况,进行GSIS实验后用ELISA法测定细胞上清液胰岛素分泌量,探讨利拉鲁肽对葡萄糖、PA、LPS诱导的胰岛β细胞焦亡的抑制作用及其对胰岛功能的保护作用。结果1.不同条件的葡萄糖、PA、LPS处理可诱导胰岛βTC-6细胞发生不同程度的NLRP3、caspase-1相关焦亡表达,且胰岛β细胞不同程度的焦亡发生伴随着不同程度的细胞胰岛素分泌功能的下降。2.葡萄糖、PA、LPS处理后的胰岛βTC-6细胞,流式细胞术分析发现焦亡细胞百分比增加,细胞中NLRP3、caspase-1和GSDMD蛋白和mRNA表达量增加,ELISA法检测细胞上清液中胰岛素含量减少。使用利拉鲁肽和caspase-1抑制剂后,其流式细胞术分析得出的焦亡细胞百分比明显下降,细胞NLRP3、caspase-1和GSDMD的表达水平降低,并且用ELISA法检测的细胞上清液胰岛素分泌量有所上升。结论1.高糖、高脂、LPS可以诱导胰岛βTC-6细胞发生NLRP3依赖的细胞焦亡,并且损伤胰岛β细胞的胰岛素分泌功能。2.利拉鲁肽能够抑制高糖、高脂、LPS诱导的胰岛βTC-6细胞NLRP3依赖的细胞焦亡,并且改善细胞焦亡对胰岛功能的损伤。
【学位单位】：成都医学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R587.1
【部分图文】：

评估焦亡发生并寻找最佳浓度、时间点。给予βTC-6 细胞不同时间点、浓度梯度的葡萄糖干预，通过 RT-PCR 方法测量各组焦亡相关基因 NLRP3、caspase-1mRNA 的表达差异。用不同浓度梯度的葡萄糖，干预胰岛细胞 24h，结果显示，随葡萄糖刺激浓度的增加，焦亡现象越明显。如图 1-1a 所示，在葡萄糖 5g/L 的诱导浓度下，NLRP3的 mRNA 相对表达量高于其他浓度组，与对照组相比，P﹤0.05，差异有统计学意义。在图 1-1b 中，葡萄糖 5g/L、10g/L 两组 caspase-1 的 mRNA 表达量与对照组对比，均具有统计学差异，虽 10g/L 浓度组的 caspase-1 的 mRNA 表达量更大，但与5g/L 组对比，差异无统计学意义。用不同浓度梯度的葡萄糖，干预胰岛细胞 48h 后，NLRP3、caspase-1 的 mRNA表达变化情况和干预 24 小时后的结果相同（见图 1-2）。通过上述实验综合判断，我们初步认为，5g/L 的葡萄糖是诱导胰岛β细胞发生焦亡的最佳浓度点。

图 1-2 浓度梯度葡萄糖刺激 48h，胰岛细胞 NLRP3、caspase-1 mRNA 的表达情况Fig.1-2 The mRNAexpression of NLRP3 and caspase-1 in islet cells induced by glucose for48h with different concentration注：给予βTC-6 细胞不同浓度的葡萄糖干预，检测干预 24h 后 NLRP3、caspase-1 的 mRNA 表达情况（图 1-1）和 48h 后 NLRP3、caspase-1 的 mRNA 表达情况（图 1-2），与对照组相比*P﹤0.05；ns 差异无统计学意义。4.1.2 不同时长高糖刺激下 NLRP3、caspase-1 mRNA 的表达情况根据前文结果，在葡萄糖的最佳诱导浓度 5g/L 基础上，进一步探索最佳作用时间点，以 RT-PCR 检测 NLRP3、caspase-1 的 mRNA。结果发现，与 24h 组对比48h 组 NLRP3 的 mRNA 表达量更高，且差异具有统计学意义（如 1-3a），48h 组的 caspase-1 mRNA 表达量也较 24h 组增加，但两组间差异无统计学意义（如图1-3b）。通过 RT-PCR 方法评估，我们的初步结论为 48h 是葡萄糖诱导胰岛β细胞发生焦亡的最佳时间点。

48h 组的 caspase-1 mRNA 表达量也较 24h 组增加，但两组间差异无统计学意义（如图1-3b）。通过 RT-PCR 方法评估，我们的初步结论为 48h 是葡萄糖诱导胰岛β细胞发生焦亡的最佳时间点。图 1-3 不同时长葡萄糖刺激，胰岛细胞 NLRP3、caspase-1 mRNA 的表达情况Fig.1-3 The mRNAexpression of NLRP3 and caspase-1 in islet cells induced by glucose fordifferent duration
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 丁月霞;李真;任瑞珍;赵圣文;;利拉鲁肽的文献计量学分析[J];药物流行病学杂志;2016年11期

2 史琼枝;李银科;陈晨;廖翔茹;谢向阳;;利拉鲁肽对缺氧和高糖诱导内皮细胞炎症反应的影响[J];武警后勤学院学报(医学版);2017年02期

3 李婷;黄帧桧;孙淑萍;;利拉鲁肽对高糖诱导肾小管上皮细胞凋亡的影响[J];通化师范学院学报;2017年08期

4 包利文;武革;;利拉鲁肽治疗肥胖研究进展[J];海南医学;2016年09期

5 黄嘉;王俊;;利拉鲁肽专利技术构成及发展[J];科技导报;2016年11期

6 陈向芳;刘志民;;新型降糖药利拉鲁肽注射液(Ⅰ)[J];药学服务与研究;2015年01期

7 牛世伟;武俊紫;李晓波;王文林;李燕;李树德;;利拉鲁肽调控高脂诱导的非酒精性脂肪肝病的分子机制[J];解剖学报;2014年06期

8 格桑达娃;;冬季,去看拉鲁湿地[J];知识就是力量;2017年02期

9 王淑芳;于苏国;;利拉鲁肽治疗肥胖2型糖尿病合并H型高血压的疗效观察[J];健康之路;2016年10期

10 黄绍航;孙菊英;;鲁拉鲁先生[J];红蜻蜓;2017年03期

相关博士学位论文 前10条

1 李永梅;利拉鲁肽在脂肪细胞分化及白色脂肪棕色样变中的作用机制研究[D];天津医科大学;2018年

2 李娜娜;肥胖对肝细胞和内皮功能的影响及利拉鲁肽改善内皮功能紊乱的分子机制[D];天津医科大学;2016年

3 王志敏;GLP-1受体激动剂利拉鲁肽在心脏慢性移植排斥反应中的作用及机制研究[D];华中科技大学;2018年

4 蔡欢;有氧间歇训练配合利拉鲁肽对糖尿病心肌病大鼠降糖护心作用的效果和机制研究[D];河北师范大学;2019年

5 李争明;利拉鲁肽对AC3/cAMP/PKA/HSL脂肪代谢通路的影响及AC3与胰岛素抵抗的关系[D];广西医科大学;2017年

6 吴学伦;利拉鲁肽对体外成骨细胞增殖、分化、凋亡影响及其作用机制研究[D];河北医科大学;2018年

7 孔飞娟;利拉鲁肽对糖尿病小鼠认知功能下降的作用及其分子机制研究[D];浙江大学;2017年

8 白莲;利拉鲁肽对2型糖尿病非酒精性脂肪肝的作用及机制研究[D];天津医科大学;2014年

9 阳柳雪;利拉鲁肽对Ⅲ型腺苷酸环化酶表达的影响及其在胰岛素抵抗和肥胖中的作用[D];广西医科大学;2013年

10 张楠;利拉鲁肽对肥胖超重2型糖尿病患者脂代谢、骨代谢以及炎症因子的影响[D];安徽医科大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 骆云晨;利拉鲁肽通过炎症信号通路改善糖尿病小鼠非酒精性脂肪肝的研究[D];广西医科大学;2019年

2 施宁华;利拉鲁肽对糖尿病大鼠局灶性脑缺血损伤保护作用的实验研究[D];遵义医科大学;2019年

3 陈丽帆;利拉鲁肽抑制NLRP3依赖的糖尿病胰岛βTC-6细胞功能损伤的焦亡机制研究[D];成都医学院;2019年

4 郭晶晶;利拉鲁肽对动脉硬化大鼠模型临床疗效评价和作用机制研究[D];安徽医科大学;2018年

5 刘昇;GLP-1类似物利拉鲁肽对2型糖尿病大鼠肾脏组织保护机制的研究[D];山西医科大学;2018年

6 黎起云;利拉鲁肽对PCI术后患者血清致人脐静脉内皮细胞炎性反应的保护作用及其机制[D];广西医科大学;2018年

7 王爱媚;利拉鲁肽对心血管系统的保护作用[D];河北医科大学;2018年

8 吴东霞;利拉鲁肽对非酒精性脂肪肝的作用及FGF21、FoxA2表达的影响[D];湖南师范大学;2018年

9 刘心苑;门冬胰岛素30治疗血糖控制不佳的超重或肥胖2型糖尿病患者加用利拉鲁肽的临床疗效[D];安徽医科大学;2018年

10 齐鲁钰;利拉鲁肽对肥胖2型糖尿病患者的临床疗效研究[D];桂林医学院;2018年

本文编号：2880491