离子通道失活与胰岛素分泌的关系文献综述

1、离子通道失活与胰岛素分泌的关系文献综述糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由 于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。糖尿病 时长期存在的高血糖，导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血 管、神经的慢性损害、功能障碍。糖尿病目前己经成为继心脑血 管疾病、肿瘤之后的第三大严重危害人类健康的慢性非传染性疾 病。口服降糖药是目前治疗2型糖尿病的主要方法，但是无论何 种药物都无法避免b细胞凋亡。糖尿病分为两种类型：1型糖尿 病和2型糖尿病。1型糖尿病发病年龄轻，大多30岁，起病突 然，多饮多尿多食消瘦症状明显，血糖水平高，不少患者以酮症 酸中毒为首发症状，血清胰岛素和c肽水平低下，

2、ica、iaa或 gad抗体可呈阳性。单用口服药无效，需用胰岛素治疗。2型 糖尿病常见于中老年人，肥胖者发病率高，常可伴有高血压，血 脂异常、动脉硬化等疾病。起病隐袭，早期无任何症状，或仅有 轻度乏力、口渴，血糖增高不明显者需做糖耐量试验才能确诊。 血清胰岛素水平早期正常或增高，晚期低下。本实验主要针对2 型糖尿病进行研究。1、糖尿病研究的国内外进展1.1糖尿病国内外研究现状糖尿病的流行引发了全世界的关注，各国都投入大量人力、物力 对其进行研究。从全球来看，自从2008年以来，相继发表了多 项大型循证医学研究报告，如强化血糖控制与糖尿病血管转归(advance)危重患者的血糖管理(nice-s

3、ugar)等,这表明糖 尿病研究不再单纯的只在降糖或控制血糖方面，人们开始关注糖 尿病的并发症及预防。有关糖尿病的治疗方法也不单纯的致力于 药物研究，逐渐开始将生活方式和药物治g)者向糖尿病转变的几率大幅度降低。在国内，从发文量 来看，糖尿病药物治疗文献逐年上升，研究关注度不断增强，其 中研究较多的中药有葛根素、黄罠、银杏叶提取物、小槃碱等, 主要侧重分析其作用机制，西药主要有胰岛素、磺服类药物、双 呱类药物等，更侧重研究其效果以及副作用；研究团体以陆付耳、 徐丽君团队为主，研究机构多集中在高校，以黑龙江中医药大学 为首，制药企业及科研院所较少。而且，近年来长征医院对2型 糖尿病周围神经病变机

4、制的研究及治疗方案的优化在国内处于 领先水平，广州军区在糖尿病血管并发症实验、分子遗传学与临 床方面有多项新的进展，并且中药治疗糖尿病的临床和基础研究 也取得了可喜的成果。如2012年，雷定超、张兰兰等人总结概 括了近年来中药治疗糖尿病的研究进展，表明中药治疗糖尿病具 有非常明显的优点，如副作用小、更好地防治并发症。2015年， 郭朝阳、郭金珠通过分析对患者采用硫辛酸和甲钻胺联合治疗的 效果，表明相对于单一用药，联合用药的治疗效果更佳。2015 年，胡文峰介绍了糖尿病的降糖方案和高血压的治疗原则，并为 其进一步研究提供了对应的方案。近年来国内研究表明，糖尿病 不止作为一种单一疾病来治疗，它更多

5、的倾向于和其他并发症一 起研究；在药物治疗方面也不再单一，而是更多的倾向于联合用 药；中药以其副作用小的优势逐渐成为治疗糖尿病的另一种选择。过去的几十年国内外研究多围绕高血糖引起的生化指标的改变, 如非酶类糖化过程增强；氧化还原应激反应；醛糖还原酶激活; 二酰基甘油(dag)蛋白激酶c(pkc)通路活性增加并取得迅速 进展。大量研究表明，糖尿病并发症的产生机制十分复杂，分子 病理生理机制至今尚未完全阐明，但血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell, vsmc)是控制血管张力的最终执行者，也是 t2dm血管并发症生化机制、氧化应激、炎症机制的最终作用靶点，其本身的功

6、能变化直接影响血管张力。钙离子通道和钾离子 通道是血管平滑肌细胞上最重要的离子通道，二者共同维持着血 管张力的平衡，又是各种生化因子的作用靶点，因而探明其病 理生理变化有重大意义，可为t2dm血管并发症的治疗提供新 的治疗靶点。1钙离子通道自1883年ringer发现蛙心在不含ca “的液体中停止搏动至今, ca “在细胞活动中的作用引了人们广泛的注意。ca “是细胞内 重要的信使，广泛参与各种生命活动，如骨骼肌、平滑肌细胞的 收缩，腺体的分泌，血小板的释放等。研究表明：静息状态卜， 细胞内游离ca “浓度约为细胞外的1 /20 000。胞内游离ca “浓 度升高有两大來源：细胞内钙池释放ca

7、 “和胞外ca “内流。前 者使胞内游离ca“浓度迅速增大到峰值，其调节机制比较清楚： 质膜钙泵(pmca)和肌浆网钙泵(serca)对细胞内ca “的调节起 着重要作用。有研究结果表明。1。由链腺佐菌素(stz)诱导的糖 尿病大鼠的主动脉平滑肌细胞pmca活性在早期时较正常组轻 度增加，可能是对早期细胞内游离ca“升高引起的代偿性反应， 但随着病程的延长其活性又逐渐减低，提示pmca受多种损害 因素的影响；serca活性随着糖尿病病程的延长而逐渐降低， 提示serca活性在糖尿病早期就受到损伤且呈逐渐加重趋势。 pmca与serca的活性在糖尿病病程中后期同时下降导致主动 脉平滑肌胞质内ca

8、2+缓冲能力降低，引起细胞内ca “超载，提 示糖尿病时血管平滑肌细胞收缩和增殖的异常改变与ca2+异常 运动有关。另外ostergaard等。2，报道在众多能够引起钙泵活 性降低的因素中，主要因素为高血糖。目前认为血管平滑肌细胞 内的高ca “引起或加剧糖尿病大血管病变的机制主要通过。'： 胞内钙超载可导致血管平滑肌细胞的坏死和分裂，且胞内钙沉 积能引起早期的血管壁钙化；血管平滑肌细胞在胞内高ca2+ 情况下其dna合成明显加速；血管平滑肌细胞内高ca “导致 其对缩血管物质敏感性增高，血管持续收缩，引起外周阻力增高;血管平滑肌细胞长期处于收缩状态亦加速了其增生。总之，在 糖尿病发病

9、过程中。特别是疾病发展的中后期，钙泵（serca和 pmca）活性的改变破坏了血管平滑肌细胞内ca “平衡的调控机 制，引起ca “代谢紊乱，最终导致血管结构和功能的改变。2钾离子通道钾离子通道作为血管平滑肌细胞膜上主要的电位调控者，对血管 张力的变化有着非常重要的影响。血管平滑肌细胞膜上的钾离子 通道开放时，k+外流增加引起细胞膜电位的超极化，使得电压 依赖性钙离子通道失活关闭，减少了 ca “的内流，从而导致血 管舒张。相反钾离子通道关闭，膜电位去极化，电压依赖性钙离 子通道开放，细胞内ca “浓度升高，导致血管收缩。血管平滑 肌上至少有4种钾离子通道：钙依赖性钾离子通道（k如通道）、at

10、p敏感性钾离子通道（kill通道）、电压依赖性钾离子通道（k、通道）、内向整流钾离子通道（k。通道）。2. 1钙依赖性钾离子通道k。通道按照其电导大小又分为小电导钙激活的钾离子sko o通道，中电导钙激活的钾离子ikh通道，大电导钙激活的钾离子bkoo通道。其中bko通道是血管平滑肌上数目最多的一种钙 依赖性钾离子通道，受电压及ca2+浓度双重调节，是目前研究 最广泛的一类钾离子通道。bko通道在调节细胞内新陈代谢和 ca “的平衡中发挥了重要作用。现认为bk。通道对人类完整血 管静息状态下血管张力的维持起重要作用”。糖尿病引起的血管 bko通道受损的内在变化机制尚未有详细研究，多数研究认为

11、糖尿病致氧自由基产生增加，抑制了 bk。通道活性，从而引起 血管收缩。lu等7通过单通道膜片钳技术对zdf大鼠冠状动脉 平滑肌细胞上的bkoo通道研究后发现，bko通道有降低对ca “敏感性的作用，通过降低最大开放概率 来改变ca“依赖性门控，并缩短平均开放时间。由于这些bkoo 通道门控的异常，对通道的激活产生了一个能量障碍，这也可能 是引起t2dm的血管功能障碍的原因。另有研究表明糖尿病能 够降低bko通道的活性，从而引起糖尿病早期视网膜血管灌注 不足，并对糖尿病高血压发病产生较广泛的影响'“。有关糖尿 病动物血管平滑肌模型中钾离子通道的变化，许多报道是相互矛 盾的。一些研究人员发

12、现katp、koo或k、通道的功能是直接 或者间接地减少的，而又有些却认为正好相反。”。ye等'”。对 这种矛盾解释为可能是在糖尿病的不同阶段时的两种表现。在 stz诱导的糖尿病早期，大鼠胸主动脉平滑肌细胞上bk。通道 开放增强，导致bk钳通道平均关闭时间减少，这种现象仅仅出 现在糖尿病的早期，此阶段凭借体内代偿机制可以对抗高血糖的 损伤，但是到了糖尿病后期，代偿机制的失调导致钾离子通道功 能的损害，成为脑血管病变的基础，bk如通道功能的增强能够 减轻高血糖造成的损害。随着对bk如通道的几十年的不断研究， 各个方面的关于bkoo通道与糖尿病血管并发症的报道不断出现, lu等'“

13、。报道高血管糖是导致糖尿病血管病变的一个重要的因 素，高血管糖能够通过半胱氨酸911(c911)的h： o：氧化物来抑 制bk “通道的功能，提示糖尿病能够改变抗氧化剂酶的结构外 形，增强活性氧(ros)的产生和损害bk “通道的功能；过氧化 氢酶基因转移能改善这些损伤，在治疗糖尿病血管并发症上有很 大的潜力。同时又有观点认为在人类冠状动脉血管上，超氧化物 (superoxide)对bk。通道的抑制作用更为明显'12。目前研究 发现，在糖尿病血管上还有一个降低钾离子通道拮抗药ibtx敏 感性的成分存在，一种可能性的解释是：糖尿病过程中过氧亚硝 基阴离子(peroxynitrite)的形

14、成。”。，过氧亚硝基阴离子能直接抑 制冠状动脉和大脑小血管上bk。通道的活性'"。现在liu y 等'”。己经证实高血糖状态下超氧化物明显增加，同时也有有限 量的过氧亚硝基阴离子的产生，它们共同降低bk%。通道的 活性。近年来随着对bk如通道研究的不断深入，相关的药物研 究也取得一定的进展。杨艳艳等'"。研究发现0.738.07mmol l“范围内川i苛嗪对猪冠状动脉平滑肌bkoo通道有明显的激活 作用，为阐明其扩张冠状动脉血管的机制提供了实验依据。韩冬 云等"7。利用膜片钳技术在分子水平上证实n.甲基小槃胺 (n-methyl berba

15、mine, nmb)可以增加大鼠肠系膜阻力血管平滑 肌细胞钙激活钾电流，这可能是其降压机制之一。2. 2atp敏感性钾离子通道atp敏感性钾离子通道(km通道)是电压非依赖性的、配体门控 通道，是13本学者noma在1983年利用膜片钳技术在豚鼠心室 肌细胞上发现的一类钾离子通道，它们主要受细胞内atp浓度 的调节，因此命名为atp敏感性钾离子通道。此后发现它是一 类分布较广泛的内向整流钾离子通道，许多细胞类型上都存在该 通道，例如胰腺、骨骼肌、平滑肌、神经、内皮细胞等多种组织 中均存在。在生理状态及某些病理条件下k卅通道参与血管张 力的调节。生理条件下的血管平滑肌细胞k卅钾离子通道活动 很少

16、，不足10%,其原因主要是平滑肌细胞km通道密度低, 加上胞内高浓度atp的抑制作用，在完整血管平滑肌细胞上通 道开放极少，一旦细胞内atp浓度明显降低，导致该通道的开 放，使细胞趋于复极化或超极化，动作电位时程缩短，抑制钠、钙离子通道的激活，起到保护作用。研究表明，km通道参与冠 状动脉血流，特别是缺氧和缺血时冠状动脉血流的调节。缺氧激 活km通道机制可能是由于血管周围缺氧组织释放腺昔或者血 管平滑肌自身缺氧所致。同时生理条件下通道的开放率很低，为 在缺血、缺氧、酸中毒等病理条件下介入治疗开放km通道提供 了理论基础，对调节血管张力、局部血流量具有非常重要的作用。 有研究证实km通道开放增加

17、，对高代谢状态下增加组织血供有 一定作用，对t2dm合并冠心病的发病有着重要的意义。1984 年nair等报道糖尿病控制不良者基础代谢率明显增高，耗氧量 增加20% 25%,经胰岛素治疗后可以纠正，提示胰岛素缺乏 或不足对组织耗氧增加有着重要影响。2. 3电压依赖性钾离子通道电压依赖性钾离子通道是钾离子通道超家族中重要的成员， 近来有大量的k、通道亚单位被相继发现，由于其亚单位太庞大, 而且广泛分布在中枢神经系统，所以目前对k、通道家族的研究 多集中于此。不过k、通道还分布在血管平滑肌细胞上，调节血 管的收缩和舒张。血管平滑肌中可检测到4种k、通道蛋白(k、 1. 2、k、1. 3、k、1.

18、5 和 ko 2. 1),其中 k、1. 5 通道的 表达最丰富，是形成大鼠血管平滑肌细胞自身k、通道的主要亚 型基因，k、1. 5通道受各种效应物质(如尼古丁和内皮素-1)的 调节”。周萍等。”。通过试验得出，长期内源性睾酮缺失引起k、 通道功能衰减，生理剂量的睾酮替代治疗对受损的ko通道有修 复作用。另有研究表明糖尿病血管平滑肌收缩和舒张功能减弱, 与血管平滑肌细胞膜k、通道功能失调有关。糖尿病时血管平滑 肌k、通道活性降低，其机制可能是高血糖引起冠状小动脉平滑 肌上的ko 1. 2和k。1. 5的蛋白及mrna含量均下调，抑制 7 ko通道的活性；也有相关研究如li等'12。通过

19、试验证实 了上述结论。由于人原代胰岛细胞获取困难，且不能连续传代，所以多选用体 外培养胰岛b细胞的细胞株作为替代，常用的有大鼠胰岛13细 胞瘤细胞株(rinmsf)及仓鼠胰岛b细胞(hitt15)。其在胰 岛素基因的研究中广泛应用，缺点是胰岛素分泌远低于正常胰岛 细胞，且葡萄糖刺激的胰岛素分泌(gsis)也与13细胞有所不同， 故不能完全替代正常13细胞。小鼠胰岛素瘤细胞(min6细胞系) 是从小鼠胰岛6细胞瘤或胰岛细胞瘤中分离得到的永久细胞系, 它保留了胰岛细胞的gsis,对脑型葡萄糖转运蛋白(glut)不敏 感，而特异地对肝型glut敏感，可以反映胰岛b细胞的功能 变化，是研究胰岛细胞功能

20、的理想模型。min细胞系的制备和功能min6细胞系是从胰岛素启动子控制下的表达人猿病毒40大t 抗原的转基因非肥胖糖尿病小鼠胰岛瘤中建立的。将这些小鼠 喂养至13周处死，切除肿瘤后获得肿瘤细胞，经过单独洗涤， 加入dmem培养基后在培养箱内传代培养。2周后，得到紧密 排列、密集生长的细胞克隆，用胰蛋白酶常规消化后进行细胞传 代。最终得到两个细胞系：从it6模型小鼠的肿瘤细胞中得到单 一细胞克隆即是min6细胞系，而从117模型中获得的是min7 细胞系。min6细胞系经孵育12h后，取上清液，离心去除细胞 碎片，储存于一 200c。min6细胞系的gsis与胰岛细胞基本相 似，是一种被广泛使用

21、的13细胞系。nakashima等旧1发现，min6细胞还可分泌胰高血糖素、生长抑素和ghrelin,提示其是 体外代替胰岛组织培养的较好的细胞系。2m卫n6细胞系的细胞学特性min6和min7细胞系都是由类人猿病毒40大t抗原启动子所 激发而得到的，两者都呈均匀形态、集落生长，有一定的神经内 分泌功能，包含较高水平的胰岛素mrna和类人猿病毒40t抗 原mrnao免疫组化分析也提示它们是由同一种胰岛b细胞分 化演变而来。但两者的gsis不同，min6细胞系分泌胰岛素的 量随血糖升高而显著升高，这与体外培养的正常胰岛细胞基本相 似。它们都能产生较高水平的肝型glut mrna, min6细胞系

22、 只能产生少量的脑型glut mrnao故min6细胞系在功能上更 接近于胰岛b细胞。min6细胞系保留了 b细胞特性，可以在血 糖和其他促分泌因素刺激下分泌胰岛素。但是min6细胞在多次 传代后会发生基因改变，从而失去分泌胰岛素的能力，这些基因 的改变包括下调某些基因如磷脂酶d.和胆囊收缩素。多次传代 的细胞对某些蛋白也会出现低表达，包括参与内质网应激和活 性氧簇生成的抗氧化酶。glut是葡萄糖通过细胞膜的重要受体, 其中glut9和glut2也参与了 gsis13 j。既往研究发现，传代 次数不多的min6细胞系glut2的表达几乎没有差异，与多次 传代的min6细胞系相比较，在基因和蛋白

23、水平的表达均有改变, 但是不影响代谢结果【4 jo近年来yamato等'51发现，min6 亚群c4更好的保留了 gsis能力，更适用于体外胰岛b细胞系 研究。min6细胞系不仅可以分泌胰高血糖素样肽一 1,其信号 可以通过一种自分泌方式被放大，从而维持其胰岛素分泌的功能 旧jo这是min6细胞系生存和分泌胰岛素的基础。3min6细胞系的临床应用3. 1测定胰腺分泌的激素胰腺组织有5种内分泌细胞：分泌胰高血糖素的仪细胞，分泌胰岛素的b细胞，分泌生长抑素的8 细胞，分泌胰多肽的ay细胞，分泌ghrelin的£细胞。它们共同 维持血糖的稳定。min6细胞系可分泌以上5种激素心j。

24、 nakashima等旧1发现min6细胞系可以表达pdxh neurod, nkx6 1, nkx2. 2, pax6, ngn3, pax4, bran4 和 cckbr 等基 因，而这些基因同样也在胰岛中表达。3. 2在氨基酸研究中的应用某些氨基酸，如l.谷氨酸和l 一精氨酸，是胰岛b细胞的适宜 刺激信号。研究发现在接受l 一谷氨酸和l 一精氨酸刺激后，min6细胞内三磷酸肌醇和ca“浓度均显著上升，这有助于了解 taslr家族的表达情况l7 j。所以，可以利用min6细胞系表达 氨基酸受体作相关研究。amp活化蛋白激酶(ampk)是反映细胞 状态的传感器，其活化影响了胰岛b细胞的gsi

25、so哺乳动物的 ampk是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，其功能是灭活葡萄糖。min6 细胞系中，蛋白激酶a使ampko lserl73> ser485和ser497 位点磷酸化，通过上游激酶活化而阻tthrl72磷酸化旧j。蛋白 激酶b则使ampkots485位点活化，并抑制肝激酶bl(lkbl)的 thrl72磷酸化，从而减少ampk的活化。但使用ins. ib细胞 系在研究过程中得到不同结果，蛋白激酶b引起ampkctser485 位点发生磷酸化，阻止了 lkblthrl72的磷酸化，由于 ampk-lkb1间的级联反应而降低了 ampk的活性。出现这种矛 盾的结果可能与使用不同的细胞系有

26、关一 jo王威等oj发现,min6细胞系对血糖的调节能力优于ins-1细胞系。3. 3在糖尿病发病机制研究中的应用3. 3. 1 1型糖尿病1型糖尿病是一种具有严重炎性反应的慢性 自身免疫性疾病，由于胰岛b细胞大量破坏引起胰岛素分泌不足, 导致机体糖代谢紊乱通过对min6细胞系的进一步研究发现， mir 146、mir-21、mir. 34a 在白细胞介素一 ib、肿瘤 坏死因子.0【等诱导的b细胞功能衰竭中有重要作用，而mir 一 34、rnir 146a能保护min6细胞免受细胞因子诱发的死亡， 提示微小rna异常可能引起自身免疫反应，从而导致1型糖尿 病-2oo曹朝晖等副的研究认为，ca

27、spase. 3激活与min6细 胞凋亡有关，炎性反应因子可能通过激活凋亡相关蛋白诱导细胞 的凋亡，这其中可能涉及细胞凋亡的线粒体途径和死亡受体途径 的信号转导。以min6细胞系为例，对1型糖尿病的发生有一定 的意义。3. 3. 22型糖尿病代谢综合征是2型糖尿病的高危因素之一，ding等- 41通过对min6细胞系的研究发现，木犀草素可以通过核因子 一 kb 一诱导型一氧化氮合酶-一氧化氮途径调节转录因子mafa 的表达，而该途径是高尿酸作用于胰岛8细胞的关键，由此降低 高尿酸相关性代谢综合征的发生几率，进而降低高尿酸相关性糖 尿病的风险。硫化壳寡糖可以对抗过氧化氢对min6细胞系的损 害，

28、其机制可能是增强了抗氧化酶的活性，并抑制胞内活性氧簇 产生h5i。生理条件下，自噬主要受外源性营养物质的调节，当 机体处于饥饿状态时，自噬活性增加。同时，自噬也是机体消除 错误折叠的大分子、衰老及失能的细胞器的一种途径。自噬与2 型糖尿病有潜在的关系，作为机体防御机制可清除失能细胞器导 致的氧化应激和内质网应激"bio胰岛素能抑制自噬，通过激活 mtor依赖性信号通路，与靶细胞表面胰岛素受体结合诱导自身 磷酸化，最终使ulkiatgl3o fip200复合体失去活性，从而抑 制自噬017-18 3o而2型糖尿病患者由于胰岛素抵抗，相关作用 减弱，最终导致细胞自噬增强。杜世春等引发现，

29、晚期糖基化 终末产物可以抑制min6细胞活力，并使细胞内活性氧簇的生成 增加，诱导min6细胞氧化应激，从而影响胰岛素分泌。rip140是代谢性核受体辅助因子家族中的一员，主要作为抑制因 子调控肝脏、肌肉及脂肪中的糖、脂代谢。2型糖尿病患者外周 血单核细胞中rip140的表达较正常明显升高。敲除小鼠rip140 基因能改善高脂饮食条件下的胰岛素抵抗、增加胰岛素刺激时的 糖摄取，同时还可以抑制年龄和饮食诱导的糖耐量异常的发生。 下调rip140表达能够通过上调能量消耗相关基因来改善细胞内 氧化应激水平。薛君力等iiio通过利用h202建立了 min6细胞 的氧化应激损伤模型，并利用rna干扰下调

30、min6细胞中的 rip140表达，观察到以rip140为靶点可以调控b细胞损伤。3. 3. 2. 1b细胞胰岛素分泌b细胞分泌胰岛素是一个双相的过程。第一时 相发生较快，在血糖变化后10 rain之内，分泌高峰在l2rain。 第二时相出现较晚，但持续时问较长，峰值在25-30 mine 2型 糖尿病患者最初第一时相受损，但保留了第二时相的功能。故是 否存在第一时相的损害是预测1型和2型糖尿病风险的因素之一。通过对min6细胞的观察，多次传代的min6细胞形态不均匀, 失去了第一时相功能，gsis完全受损，胞内atp明显减少，葡 萄糖吸收、氧化和脂质氧化也减少，糖酵解基因和脂质处理基因 包括

31、srebplc表达降低，导致sirt3和nampt基因表达降低，乳 酸含量减少，一些脂类合成基因也出现了低表达，包括重要的转 录因子srebplco这也使得glut1明显下降，glut2也有下降的 趋势。己知atp / adp比值上调是b细胞释放胰岛素所必须的，其可能会通过提高吸收葡萄糖并氧化来提高atp” oo3.1min6细胞系的细胞学特性min6和min7细胞系都是由类人猿病毒40人t抗原启动子所激发而得到 的，两者都呈均匀形态、集落牛长，有一定的神经内分泌功能，包含较高水平的 胰岛素mrna和类人猿病毒40t抗原mrna。免疫组化分析也提示它们是由同 一种胰岛3细胞分化演变而来。但两者

32、的gsis不同，min6细胞系分泌胰岛素 的量随血糖升高而显著升高，这与体外培养的正常膜岛细胞基本相似。它们都能 产生较高水平的肝型glut mrna, min6细胞系只能产生少量的脑型glut mrnao故min6细胞系在功能上更接近于胰岛b细胞。min6细胞系保留了 b细胞特性，可以在血糖和其他促分泌因素刺激下分泌胰岛素。但是min6细胞在多次传代后会发生基因改变，从而失去分泌胰岛素的 能力，这些基因的改变包括下调某些基因如磷脂酶d和胆囊收缩素。多次传代 的细胞对某些蛋白也会出现低表达，包括参与内质网应激和活性氧簇生成的抗氧 化酶。glut是葡萄糖通过细胞膜的重要受体，其中glut9和gl

33、ut2也参与 t gsiso既往研究发现，传代次数不多的min6细胞系glut2的表达儿乎没有 差异，与多次传代的min6细胞系相比较，在基因和蛋白水平的表达均有改变， 但是不影响代谢结果。近年来yamato等发现，min6亚群c4更好的保留了 gsis 能力，更适用于体外胰岛b细胞系研究。min6细胞系不仅可以分泌胰高血糖素样肽1,其信号可以通过一种自分泌 方式被放大，从而维持其胰岛素分泌的功能。这是min6细胞系生存和分泌胰岛 素的基础。3.2min6细胞系的临床应用3.1min6细胞系的细胞学特性min6和min7细胞系都是由类人猿病毒40大t抗原启动子所激发而得到 的，两者都呈均匀形态

34、、集落生长，有一定的神经内分泌功能，包含较高水平的 胰岛素mrna和类人猿病毒40t抗原mrna。免疫组化分析也提示它们是由同 一种胰岛b细胞分化演变而来。但两者的gsis不同，min6细胞系分泌月夷岛素 的量随血糖升高而显著升高，这与体外培养的正常胰岛细胞基本相似。它们都能 产牛较高水平的肝型glut mrna, min6细胞系只能产牛少量的脑型glut mrnao故min6细胞系在功能上更接近于胰岛b细胞。min6细胞系保留了 b细胞特性，可以在血糖和其他促分泌因素刺激下分泌 朕岛素。但是min6细胞在多次传代后会发生基因改变，从而失去分泌膜岛素的 能力，这些基因的改变包括下调某些基因如磷

35、脂酶d和胆.囊收缩素。多次传代 的细胞对某些蛋白也会出现低表达，包括参与内质网应激和活性氧簇生成的抗氧 化酶。glut是葡萄糖通过细胞膜的重要受体，其中glut9和glut2也参与 了 gsiso既往研究发现，传代次数不多的min6细胞系glut2的表达几乎没有 差异，与多次传代的min6细胞系相比较，在基因和蛋白水平的表达均有改变, 但是不影响代谢结果。近年来yamato等发现，min6亚群c4更好的保留了 gsis 能力，更适用于体外胰岛b细胞系研究。min6细胞系不仅可以分泌胰高血糖素样肽1,其信号可以通过一种自分泌 方式被放大，从而维持其朕岛素分泌的功能。这是min6细胞系生存和分泌膜

36、岛 素的基础。3.2min6细胞系的临床应用321测定胰腺分泌的激素胰腺组织有5种内分泌细胞：分泌胰高血糖素的细胞，分泌胰岛素的b细 胞，分泌生长抑素的§细胞，分泌胰多肽的丫细胞，分泌ghrelin的£细胞。它 们共同维持血糖的稳定。min6细胞系可分泌以上5种激素。nakashima等发现 min6 细胞系可以表达 pdxl, neurod, nkx6.1, nkx2.2, pax6, ngn3, pax4, bran4和cckbr等基因，而这些基因同样也在胰岛中表达。3.2.2在氨基酸研究中的应用某些氨基酸，如l谷氨酸和l精氨酸，是胰岛b细胞的适宜刺激信号。研 究发现在

37、接受l谷氨酸和l精氨酸刺激后，min6细胞内三磷酸肌醇和ca?+浓 度均显著上升，这有助于了解taslr家族的表达情况。所以，可以利用min6细 胞系表达氨基酸受体作相关研究。amp活化蛋白激酶(ampk)是反映细胞状态的传感器，其活化影响了月夷岛b 细胞的gsiso哺乳动物的ampk是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，其功能是灭活葡 萄糖。min6细胞系中，蛋白激酶a使ampkalseh73、ser485和ser497位点 磷酸化，通过上游激酶活化而阻碍了 thrl72磷酸化。蛋白激酶b则使ampkots485位点活化，并抑制肝激酶bl(lkbl)的thrl72磷酸化，从而减少ampk的活化。但使用i

38、ns-1 p细胞系在研究过程屮得到不同结果，蛋口激酶b引起ampk a ser485位点发生磷酸化，阻止了 lkblthrl72的磷酸化，由于ampk-lkb1间的级联反应而降低了 ampk的活性。出现这种矛盾的结果可能与使用不同的细胞系有关。王威等发现，min6细胞系对血糖的调节能力优于ins-1细胞系。3.2.3在糖尿病发病机制研究屮的应用3.2.3.11型糖尿病1型糖尿病是一种具有严重炎性反应的慢性自身免疫性疾病，由于膜岛b细胞大 量破坏引起胰岛素分泌不足，导致机体糖代谢紊乱。通过对min6细胞系的进一 步研究发现,mir-146> mir21、mir34a在白细胞介素-1b>

39、;肿瘤坏死因子1 a 等诱导的b细胞功能衰竭中有重要作用，而mir34、rnir-146a能保护min6细 胞免受细胞因子诱发的死亡，提示微小rna异常可能引起自身免疫反应，从而 导致1型糖尿病。曹朝晖等的研究认为，caspase-3激活与min6细胞凋亡有关， 炎性反应因子可能通过激活凋亡相关蛋口诱导细胞的凋亡，这其中可能涉及细胞 凋亡的线粒体途径和死亡受体途径的信号转导。以min6细胞系为例，对1型糖 尿病的发生有一定的意义。3232 2型糖尿病代谢综合征是2型糖尿病的高危因素之一，ding等通过对min6细胞系的 研究发现，木犀草素可以通过核因子kb诱导型一氧化氮合酶一氧化氮途径调 节转

40、录因子mafa的表达，而该途径是高尿酸作用于胰岛b细胞的关键，由此降 低高尿酸相关性代谢综合征的发生几率，进而降低高尿酸相关性糖尿病的风险。 硫化壳寡糖可以对抗过氧化氢对min6细胞系的损害，其机制可能是增强了抗氧 化酶的活性，并抑制胞内活性氧簇产生。生理条件下，自噬主要受外源性营养物 质的调节，当机体处于饥饿状态时，自噬活性增加。同时，自噬也是机体消除错 误折叠的大分子、衰老及失能的细胞器的一种途径。自噬与2型糖尿病有潜在的 关系，作为机体防御机制可清除失能细胞器导致的氧化应激和内质网应激。胰岛 素能抑制自噬，通过激活mtor依赖性信号通路，与靶细胞表面胰岛素受体结合诱导自身磷酸化，最终使ulki-atgl3-fip200复合体失去活性，从 而抑制自噬。而2型糖尿病患者由于胰岛素抵抗，相关作用减弱，最终导致细胞 自噬增强。杜世春等发现，晚期糖基化终末产物可以抑制min6细胞活力，并使 细胞内活性氧簇的生成增加，诱导min6细胞氧化应激，从而影响膜岛素分泌。rip140是代谢性核受体辅助因子家族中的一员，主要作为抑制因子调控肝脏、 肌肉及脂肪中的糖、脂代谢。2型糖尿病患者外周血单核细胞中rip140的表达较 正常明显升高。敲除小鼠rip140基因能改善高脂饮食条件下的胰岛素抵