胰岛素的抗炎症作用ppt课件

1、胰岛素的抗炎症作用胰岛素的抗炎症作用中日友好医院 李光伟内容提要内容提要 动脉粥样硬化是一个炎症反响的过程 胰岛素有扩张血管的作用 胰岛素有抗血小板聚集的作用 胰岛素具有抗炎症反响的作用 胰岛素的心脏维护作用 MMP :基质金属蛋白酶基质金属蛋白酶 RAP:受体相关蛋白受体相关蛋白 NF-kB：核转录因子：核转录因子 CAMs：细胞间黏附分子：细胞间黏附分子 ROS ：反响性氧自在基，活性氧簇：反响性氧自在基，活性氧簇 AP-1 ：激活蛋白：激活蛋白 Egr-1 ：早期生长反响因子：早期生长反响因子 TF ：组织因子：组织因子 I-kB : 转录抑制因子转录抑制因子 eNOS : 内皮型一氧化

2、氮合酶内皮型一氧化氮合酶动脉粥样硬化典型终末期病变动脉粥样硬化典型终末期病变 动脉粥样硬化的炎症机制动脉粥样硬化的炎症机制 正常的血管内皮它具有两大非常重要的维护机制，血管内皮是不会发生炎症反响聚集过程的： 血管内皮当遭到一定刺激的情况下，会产生一氧化氮和前列环素，这两大物质具有血管扩张作用。 血小板具有抗血小板凝集的作用：在正常情况下，它不允许血小板聚集在这个位置上，也不允许其他炎症反响细胞、白细胞聚集在这里，防止发生动脉粥样硬化。 动脉粥样硬化的炎症机制动脉粥样硬化的炎症机制 高血糖、高脂血症、高血压或者抽烟，都能够对内皮呵斥损害： 这些要素对内皮呵斥损害后 会产生黏附因子。这些黏附因子破

3、坏内皮细胞， 吸附大量的单核细胞使聚集在破损的位置上面。单核细胞聚集引发一系列的反响，产生超氧自在基，MMP基质金属蛋白酶 ，产生化学趋因子MCP等。最后构成动脉粥样硬化的斑块。单核细胞的黏附单核细胞的黏附NF-kB/细胞黏附因子细胞黏附因子CAMs/ ROS单核细胞的侵入单核细胞的侵入激活蛋白激活蛋白AP-1/金属蛋白酶金属蛋白酶MMPs动脉斑块的破裂动脉斑块的破裂AP-1/ MMPs - Egr-1/组织因子组织因子TF血小板的黏附血小板的黏附早期生长因子早期生长因子Egr-1/TF血管内皮损害，炎症与动脉斑块血管内皮损害，炎症与动脉斑块胰岛素扩张血管的作用A.袖带充气前的静脉 B. 充气

4、后的同一静脉C. 去甲肾上腺素诱导的收缩D. 胰岛素减轻了这种作用胰岛素对胰岛素对NE诱导的血管收缩的作用诱导的血管收缩的作用-特殊超声技术察看腕部横切面察看静特殊超声技术察看腕部横切面察看静脉的收缩情况脉的收缩情况ABDC部分的胰岛素具有抑制去甲肾素上腺素所诱导的血管静脉收缩的作用。Grover et al. Hypertension. 1995;25:779-784. 胰岛素对胰岛素对NE诱导的血管收缩的作用：诱导的血管收缩的作用：相对基线充气时相对基线充气时的静脉直径的静脉直径Grover et al. Hypertension. 1995;25:779-784. Inflated 13

5、25501008162432Diameter of Vein (%)020406080100120NE (ng/min)NE (100 ng/min) +Insulin (U/min)BasalP0.05 12.5 25 50 100 8 16 24 32 Inflated100%97%74%67%60%77%80%87%97%胰岛素经一氧化氮的作用引起血管扩张胰岛素经一氧化氮的作用引起血管扩张亚甲兰亚甲兰MB抑制一氧化氮合成抑制一氧化氮合成 静脉直径静脉直径(mm)Mean SEM.Grover et al. Hypertension. 1995;25:779-784. Diameter o

6、f Vein (mm)0 .00 .51 .01 .52 .02 .53 .0NE (100 ng/min)NE (100 ng/min) +IN (32 U/min) +MB (0.125 g/min)NE (100 ng/min) +Insulin (32 U/min)A) 显示具有代表性的规范曲线 (r2 = 0.99). B) 来自一个实验的代表结果，随着胰岛素浓度的添加来丈量一氧化氮的浓度。NO电极产生的电流作为时间的函数来进展记录。显示的胰岛素浓度代表累积浓度。 Zeng and Quon. J Clin Invest. 1996;98:894-898.从从HUVEC直接测定直接测

7、定NO一氧化氮一氧化氮(nM)AB200150100500050100150200250300基线基线50 pA200 sec150 100 500 1000500010,00050,000Insulin Dose(nM)Current (pA)Insulin ( U/ml)0251001000%Change in eNOS Protein Levels050100150200250300350A) Western blot 显示胰岛素在人体大动脉上诱导eNOS。这种诱导在 25 U/mL浓度时察看到。B)在HAEC不同的胰岛素浓度下均没有察看到i-NOS条带，即使是在很高的X线暴露下。Ada

8、pted from Aljada and Dandona. Metabolism. 2000;49:147-150. A)B)InsulinU/mLU/mLU/mLU/mL0251001000EC NOS140 KD-InsulinU/mLU/mLU/mLU/mL0251001000130 kDa-LPS-StimulatedMonocytes胰岛素诱导内皮细胞胰岛素诱导内皮细胞 eNOS % Change From Baseline eNOS Protein LevelsInsulin (U/ml, Mean SD)*:P0.05在在2型糖尿病人型糖尿病人胰岛素对抗胰岛素对抗NE诱导的血管收

9、缩的作用消逝诱导的血管收缩的作用消逝:相对基线充气时相对基线充气时的静脉直径的静脉直径 (%)糖尿病的病人当中，血管内皮不能产生一氧化氮，所以胰岛素血管扩张作用也随之消逝。Dandona, unpublished data. Inflated 1325501008162432Diameter of Vein (%)020406080100NE (ng/min)NE (100 ng/min) +Insulin (U/min)Basal12.5 25 50 100 8 16 24 32 Inflated在在IGT人群人群胰岛素对抗胰岛素对抗NE诱导的血管收缩的作用减弱诱导的血管收缩的作用减弱:相对

10、基线充气时相对基线充气时的静脉直径的静脉直径 (%)Dandona, unpublished data. NE (ng/min)NE (100 ng/min) +Insulin (U/min)BasalInflated 1325501008162432Diameter of Vein (%)020406080100120Inflated 12.5 25 50 100 8 16 24 32 在在2型糖尿病人群型糖尿病人群 硝普钠硝普钠 (SNP)对抗对抗NE诱导的血管收缩诱导的血管收缩的作用的作用DiameterOf Vein (%) Relative To Basal InflatedDand

11、ona, unpublished data. NE (100 ng/min)NE (100 ng/min) +SNP (ng/min)BasalInflated NE0.010.202.0010.00 20.00 30.00Diameter of Vein (%)020406080100120P0.05 胰岛素抑制血小板凝集的作用胰岛素抑制血小板凝集的作用400 nM U46619 Agonist 在糖尿病患者中胰岛素抑制血小板聚集的作用减弱在糖尿病患者中胰岛素抑制血小板聚集的作用减弱在糖尿病人血小板被高度激活，需求大量的胰岛素才干起到细在糖尿病人血小板被高度激活，需求大量的胰岛素才干起到细微

12、的抑制造用。微的抑制造用。CD50 of Insulin(U/mL)* P0.001.Dandona, unpublished data. ControlIDDMNIDDMCD50 of Insulin ( U/mL)010203040506070胰岛素的抗炎症作用位于细胞浆中核因子NF-B在炎症因子的信号刺激下进入细胞核内，会和200多种基因启动子结合，推进整个转录过程，合成200多种基因合成产物包括很多细胞因子、酶，黏附因子，TNF-Adapted from Barnes and Karin. N Engl J Med. 1997;336:1066-1071. NF-B作为炎症调理剂作为炎

13、症调理剂NF-B 细胞膜细胞膜胞浆胞浆核核炎症基因炎症基因mRNA 炎症蛋白炎症蛋白受体受体化学因子化学因子黏附分子黏附分子酶酶细胞因子细胞因子炎症信号炎症信号致炎症细胞因子致炎症细胞因子蛋白激酶激活蛋白激酶激活病毒病毒氧化剂氧化剂TNF-白介素白介素-1 NF-B 激活激活IB 激酶激酶 胞浆胞浆细胞核细胞核炎症基因炎症基因mRNA 降解降解NF-B 细胞膜细胞膜激活信号激活信号炎症蛋白炎症蛋白IB 激酶在被激酶在被激活以后会阻激活以后会阻止止NF-B进入进入细胞的过程。细胞的过程。使使NF-B降解降解，阻止炎症基，阻止炎症基因转录过程。因转录过程。 Barnes and Karin. N

14、Engl J Med. 1997;336:1066-1071. 糖皮质激素进入到细胞和糖皮质激素的受体结合， 进入细胞核内，和糖皮质激素反响的基因结合，作用后会产生IB到细胞浆，胞浆内IB拉住很多NF-B，降解使NF-B 减少，抑制炎症反响。 Barnes and Karin. N Engl J Med. 1997;336:1066-1071. 抗炎药物糖皮质激素对抗炎药物糖皮质激素对NF-B激活的影激活的影响响细胞因子细胞因子细胞浆细胞浆编码顺序编码顺序炎症基因炎症基因mRNA 细胞核细胞核NF-B 细胞膜细胞膜糖皮质激素糖皮质激素炎症蛋白炎症蛋白细胞因子细胞因子受体受体糖皮质激素受体糖皮质

15、激素受体糖皮质激素反响成分糖皮质激素反响成分IB 基因基因 蛋白蛋白IBAdapted from Dandona et al. J Clin Endocrinol Metab. 2001;86:3257-3265. Time (hours)0246% Change in I B050100150200250300350400450500550600650700750Insulin InfusionDextrose Infusion% Change In IkB在胰岛素或葡萄糖输注后在胰岛素或葡萄糖输注后MNC中中IB 数量的添加数量的添加IB 程度程度Densitometry*:P0.05*代

16、谢综合症和炎症反响的关系。91229122在正常情况下，细菌侵入后，吞噬体吞噬细菌使酶激活产生超氧化离子，有和细菌斗争的作用。在糖尿病病人处于被激活的形状，即使不需求进展和细菌的斗争也会有大量超氧化离子存在。称为氧化应激的过程。这样一个过多的氧化离子的堆积， 会破坏蛋白质,促LDL过氧化，DNA破坏。 在高血糖病人中，DNA破坏是正常个体的200倍。Dandona, unpublished. P47的蛋白促进氧化应激过程p47phox 亚单位蛋白程度的相对表达亚单位蛋白程度的相对表达Time (hours):0246Time (hours):0246p47phoxp47phoxMean SE.

17、Adapted from Dandona et al. J Clin Endocrinol Metab. 2001;86:3257-3265. Time (hours)0246% Change in p47phox Subunit020406080100120140160180200Insulin InfusionDextrose Infusion在葡萄糖或胰岛素输注后在葡萄糖或胰岛素输注后p47phox 亚单亚单位蛋白程度的相对表达位蛋白程度的相对表达密度测定密度测定% Change In p47phox Subunit*:P0.05*和体内胰岛素能否有抗炎症作用和体内胰岛素能否有抗炎症作用

18、肥胖者实验：肥胖者实验：在胰岛素或葡萄糖或盐水输注后的胰岛素葡萄糖浓度在胰岛素或葡萄糖或盐水输注后的胰岛素葡萄糖浓度*在10个肥胖个体中输注了胰岛素。Adapted from Dandona et al. J Clin Endocrinol Metab. 2001;86:3257-3265. Time (hours)0246Insulin ( U/mL)0510152025303540Insulin InfusionDextrose InfusionSaline InfusionTime (hours)0246Plasma Glucose (mg/dL)01020304050607080901

19、00110Insulin InfusionDextrose InfusionSaline Infusion*:P0.05* 输入四个小时， 停用两个小时 输入四个小时， 停用两个小时% sICAM-1 (ng/mL)的变化的变化胰岛素组血浆细胞间黏附分子胰岛素组血浆细胞间黏附分子 sICAM-1浓度降低浓度降低Adapted from Dandona et al. J Clin Endocrinol Metab. 2001;86:3257-3265. Time (hours)02465060708090100110120130140Insulin InfusionDextrose Infusi

20、onSaline Infusion*:P0.05*停顿输注MNC产生产生ROS%肥胖患者在胰岛素后由单核细胞产生肥胖患者在胰岛素后由单核细胞产生ROS减少减少血糖程度根本维持不变，胰岛素治疗中超氧化离血糖程度根本维持不变，胰岛素治疗中超氧化离子被抑制从子被抑制从50%-60%，而一旦停用，又很快上升，而一旦停用，又很快上升Adapted from Dandona et al. J Clin Endocrinol Metab. 2001;86:3257-3265. Time (hours)0246%ROS Generation by MNC0102030405060708090100110120

21、130140150160Insulin InfusionDextrose InfusionSaline Infusion*:P0.05*在输注胰岛素后在输注胰岛素后NF -B与与 NF-B DNA 结结合位点的相对结合减少合位点的相对结合减少Time (hours)0246% Change In Intranuclear NFkB020406080100120140Insulin InfusionDextrose InfusionGel Shift AssayInsulin InfusionDextrose InfusionMean SE.Adapted from Dandona et al.

22、 J Clin Endocrinol Metab. 2001;86:3257-3265. *:P0.05*% MCP-1的变化的变化在胰岛素后血浆在胰岛素后血浆 单核细胞趋化蛋白单核细胞趋化蛋白(MCP-1) 浓度浓度Adapted from Dandona et al. J Clin Endocrinol Metab. 2001;86:3257-3265. Time (hours)0246% Change in MCP-15060708090100110120130140150160Insulin InfusionDextrose InfusionSaline Infusion*:P0.05

23、*胰岛素组激活蛋白胰岛素组激活蛋白AP-1与双链寡核苷酸包含与双链寡核苷酸包含的的 AP-1 DNA 结合位点间的相对结合明显降低结合位点间的相对结合明显降低Dandona, submitted. Time (hours)0246% Change in AP-1020406080100120140160180200220240Insulin InfusionDextrose InfusionTime (hours)*:P0.05*停顿输注在在 Eo 小鼠小鼠APO-e基因基因敲除动物模型，在没有敲除动物模型，在没有APO-1的小老鼠中，它三的小老鼠中，它三个月就会发生动脉粥样硬个月就会发生动脉

24、粥样硬化化)中口服胰岛素对大动脉中口服胰岛素对大动脉粥样硬化平均损伤面积以粥样硬化平均损伤面积以及每个小鼠损伤数量的作及每个小鼠损伤数量的作用用Shamir et al., Art Throm Vasc Biology; 23:104-110, 2003损伤数量损伤面积胰岛素组 Eo 小鼠APO-E基因敲除大动脉粥样硬化平均损伤面积以及每个小鼠损伤数量减少口服胰岛素对口服胰岛素对Eo 小鼠巨小鼠巨噬细胞胆固醇代谢的作用噬细胞胆固醇代谢的作用Shamir et al., Art Throm Vasc Biology; 23:104-110, 2003胆固醇合成巨噬细胞胆固醇含量胰岛素组胰岛素组E

25、o 小鼠巨噬细胞内胆固醇代谢明显减少小鼠巨噬细胞内胆固醇代谢明显减少野生型(WT), IRS-1-/-, IRS-2-/- 小鼠典型的袖带损伤血管。.A, 8 周; B, 20 周;From: Kubota: Circulation, Volume 107(24).June 24, 2003.3073-3080胰岛素受体底物蛋白基因敲除动物胰岛素的血管维护作用受损0h2h4h6h24h48h406080100120140160180200220CONTROL INSULIN Glucose (mg/dl)Time (hours)胰岛素对心肌梗死患者的心脏维护作用胰岛素对心肌梗死患者的心脏维护作

26、用 血浆葡萄糖程度血浆葡萄糖程度0h2h4h6h24h48h20406080100CONTROL INSULIN Insulin (U/ml)Time (hours)胰岛素对心肌梗死患者的心脏维护作用胰岛素对心肌梗死患者的心脏维护作用 血浆胰岛素程度血浆胰岛素程度*p 0.05, TWANOVA, p0.05,paired t-test0h2h4h6h24h48h-100001000200030004000500060007000Control Baseline: 2700ng/ml Insulin Baseline: 3800ng/ml 与基线相比血浆与基线相比血浆 CRP (ng/ml) 的添加的添加Time (hours)GIK- MI- 血浆血浆 CRP*p 0.01, TWANOVA, p 0.05, t-test 0h2h4h6h24h48h010 x10320 x10330 x103Control Baseline : 12 x 103Insulin Baseline: 19 x 103 Increase in SAA (ng/ml) from baselineTime (hours)* *p 0.01, TWANOVA, p 0.05, t-test