糖尿病是一種多種病因引起的糖脂代謝紊亂性疾病,其中90%~95%為2型糖尿病(T2DM),其特征在于外周組織中的胰島素抵抗和葡萄糖內(nèi)穩(wěn)態(tài)受損,發(fā)病的必要條件是胰島β細(xì)胞功能缺陷和胰島素抵抗,胰島β細(xì)胞的損傷和缺陷是導(dǎo)致糖尿病發(fā)生發(fā)展的主因,從而修復(fù)受損的胰島β細(xì)胞就成為治療2型糖尿病的關(guān)鍵。本論文參照經(jīng)典口服降糖藥甲福明的分子結(jié)構(gòu),以殼寡(聚)糖為原料,雙氰胺為胍基化試劑,通過微波合成,制備不同分子量、不同取代度的殼寡(聚)糖雙胍,并建立人肝癌HepG2細(xì)胞的胰島素抵抗(IR-HepG2)模型,研究其對(duì)IRHepG2細(xì)胞的細(xì)胞活力、葡萄糖消耗量的影響。經(jīng)過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)篩選出對(duì)無細(xì)胞毒性、提高葡萄糖消耗量效果好的產(chǎn)物用于后續(xù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。以甲福明為陽性對(duì)照,探究其對(duì)2型糖尿病大鼠的治療作用及對(duì)胰島β細(xì)胞的修復(fù)效果。深入研究其對(duì)β細(xì)胞中胰島素信號(hào)傳導(dǎo)通路的影響和對(duì)胰島素分泌及β細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié),探討其修復(fù)胰島β細(xì)胞的分子生物學(xué)機(jī)理。首先,以不同分子量的殼寡糖(COS)、殼聚糖(CS)、雙氰胺為反應(yīng)底物,采用微波液相合成法,合成兩種取代度的殼寡糖雙胍鹽酸鹽(COSG)、殼聚糖雙胍鹽酸鹽(CSGH),利用紅外、核磁等手段對(duì)合成的產(chǎn)物進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:制備的COSG、CSGH成功引入了雙胍基團(tuán)。其次,建立了HepG2細(xì)胞胰島素抵抗(IR)模型,使用COSG和CSGH干預(yù)細(xì)胞,觀察其對(duì)IR細(xì)胞活力、葡萄糖消耗量的影響。因總體效果COSG優(yōu)于CSGH,選擇COSG用于后續(xù)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。然后,建立了2型糖尿病大鼠模型,以甲福明為陽性對(duì)照組,觀察了兩種分子量的COS和制備的高、低兩種取代度的COSG對(duì)2型糖尿病大鼠糖穩(wěn)態(tài)以及胰島素分泌的調(diào)節(jié)作用,并深入探究了COS、COSG對(duì)胰島β細(xì)胞胰島素信號(hào)傳導(dǎo)通路及其下游信號(hào)因子的影響,討論其修復(fù)大鼠胰島β細(xì)胞的機(jī)制。結(jié)果表明:本實(shí)驗(yàn)選用的COS和所制備的COSG對(duì)2型糖尿病大鼠的胰島β細(xì)胞有較好的修復(fù)效果。與甲福明相比,COS和COSG可減輕糖尿病大鼠的血糖、尿糖,改善糖尿病大鼠胰島素分泌,激活PI3K-Akt信號(hào)傳導(dǎo)通路,一方面促進(jìn)其下游的FoxO1核輸出,進(jìn)而激活與胰島素分泌相關(guān)的PDX-1-GLUT2/GCK信號(hào)通路,另一方面,抑制Akt下游與細(xì)胞凋亡相關(guān)的GSK-3β-Caspase-3通路,防止細(xì)胞凋亡,修復(fù)胰島β細(xì)胞功能缺陷和損傷。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R587.1
【部分圖文】：

圖 1-1 在胰島素介導(dǎo)的葡萄糖代謝中 PI3K/Akt 信號(hào)途徑的關(guān)鍵作用[27]1.3.1.1 胰島素受體胰島素受體(InsR)是由胰島素、IGF-I、IGF-II 激活的跨膜受體，屬于大量的酪氨酸激酶受體。在肝臟、肌肉、脂肪組織中廣泛存在，也存在于胰島 β 細(xì)胞膜上[24]。在代謝上，胰島素受體在葡萄糖穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用，在細(xì)胞功能退化的條件下，可能導(dǎo)致一系列的臨床表現(xiàn)，主要為糖尿病。在生物化學(xué)上，胰島素受體由單個(gè)基因 INSR 編碼，在轉(zhuǎn)錄過程中交替剪接產(chǎn)生 IR-A 或 IR-B 同種型25]。胰島 β 細(xì)胞長期接受高糖刺激后，InsR 總體活性下降[26]。另有研究表明，InsR 為首的胰島素信號(hào)通路對(duì) GSIS 第一相分泌的重要作用，并且對(duì)促進(jìn) β 細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡有積極作用，因轉(zhuǎn)基因而過度表達(dá)的 InsR，可加強(qiáng) β 細(xì)胞的GSIS 分泌，而信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受阻會(huì)使得 GSIS 分泌下降[28]。1.3.1.2 胰島素受體底物蛋白家族

圖 1-2 Akt 介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)[47].2 FoxO1 與 PDX-1叉頭轉(zhuǎn)錄因子(Fork / FoxO)家族是一個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，包括 FKHR / F2，F(xiàn)KHRL1 / FOXO3 和 AFX / FOXO4 四個(gè)亞型，均為進(jìn)化保守型，度保守的 AKT 磷酸化序列。受 PI3K/AKT 磷酸化級(jí)聯(lián)調(diào)控，在調(diào)節(jié)細(xì)凋亡等生理過程中起重要作用，并可能影響免疫細(xì)胞亞群之間的平衡[明，PI3K/AKT 信號(hào)途徑通過對(duì) FoxO1 活性的調(diào)節(jié)控制胰島 β 細(xì)胞數(shù)量 β 細(xì)胞數(shù)量的擴(kuò)充需要 FoxO1 的核外排，F(xiàn)oxO1 與胞質(zhì)蛋白 14-3-3 螯而失去對(duì)靶基因的轉(zhuǎn)錄功能，而這些靶基因能促進(jìn)凋亡，如前凋亡基因，而促進(jìn)胰島 β 細(xì)胞存活[51]。PDX-1 即胰腺十二指腸同源異型盒因子-1，選擇性表達(dá)于胰腺前體細(xì)胞胰島細(xì)胞。PDX-1 是在胰島 β 細(xì)胞生長和發(fā)揮功能中起到關(guān)鍵作用的，促進(jìn)胰腺的早期發(fā)育和較晚期 β 細(xì)胞的分化，抑制胰島 β 細(xì)胞凋亡并

圖 1-3 FoxO1 介入 PDX-1 在細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的遷移 FoxO1 介入了 PDX-1 在細(xì)胞核與質(zhì)之間的遷移X-1 的負(fù)性調(diào)節(jié)因子[53]。PDX-1 能被另一個(gè) fork)調(diào)控，F(xiàn)oxA2 是 PDX-1 的上調(diào)因子，F(xiàn)oxO1 與 F同的 DNA 結(jié)合位點(diǎn)，因此，F(xiàn)oxO1 可以通過競爭 FDX-1 的轉(zhuǎn)錄[54]。同時(shí)，F(xiàn)oxO1 和 PDX-1 這兩個(gè)蛋白X-1 陰性的胰島 β 細(xì)胞中 FoxO1 定位于胞核，而在 FoxO1 定位于胞質(zhì)[55]。-1-GLUT2/GCK 信號(hào)通路在胰島β細(xì)胞中特異性表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子，其末端 1~子結(jié)合可調(diào)節(jié)胰島素基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)和胰島素顆粒響葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 2(GLUT2)和葡萄糖激酶(GK)等胰胰島內(nèi)分泌功能中起關(guān)鍵作用[56, 57]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

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本文編號(hào)：2834313