糖尿病治疗领域新热点――胰高血糖素样肽-1研究

糖尿病治疗领域新热点――胰高血糖素样肽-1研究【本文关键词语】糖尿病随着对糖尿病基础理论研究的深切进入，人们发现当前的药理研究和治疗方法尚不能涵盖该疾病所牵涉的所有代谢性缺陷。保卫胰岛β细胞功能和积极控制血糖的主要性越来越得到广阔医家的看重，现有的治疗方法存在不同的缺陷和弊端，新的药物作用靶点正在不断开发。正常人口服葡萄糖引起的胰岛素分泌反应要远远强于静脉打针者，这种口服葡萄糖后引起胰岛素分泌增长的效应重要是由胃肠内分泌细胞产生的肽类物质的作用，这些肽类物质称为肠促胰岛素［1，2］。“胃肠-胰岛轴〞〔enteroinsularaxis)的概念应运而生，提示着这些胰岛素促泌素是在摄取营养物质后肠的内分泌系统合成和释放的。胰高血糖素样肽-1〔glucagon-likepeptide1,glp-1)是一种肠促胰岛素，近年来成为糖尿病治疗领域的研究热门，遭到广泛关注。1胰高血糖素样肽-1的构造和代谢glp-1来源于胰高血糖素原〔proglucagon,pg)，后者包括有两种胰高血糖素样肽，即glp-1和glp-2［3］。胰高血糖素原分子中含有160个氨基酸［4］，哺乳动物的胰高血糖素原基因转录的胰高血糖素原rna在脑、胰腺和肠内的翻译经过各自不同［5］。胰高血糖素原分子在肠和胰腺中被不同的酶加工成作用不同的激素，胰腺中重要的胰高血糖素原片段占71%，glp-1〔1-36〕nh2占24%，glp-1〔1-37〕nh2占5%，而在肠中glp-1〔1-36〕nh2占80%，glp-1〔1-37〕nh2占20%［4］。虽然在胰岛细胞控制胰高血糖素原基因表达的因素方面已经获得一些进展［6，7］，但是在肠的内分泌细胞生物合成glp-1的控制方面还了解不多，肠内特定的胰高血糖素原基因加强子、胰高血糖素原启动子转录因子大部分还不明确。glp-1重要由末端空肠、回肠和结肠的langerhans细胞分泌，是胰高血糖素原基因翻译后的加工产品，酶解去掉n端的6肽和c端酰胺化后即生成的，包含glp-1〔7-37〕nh2和glp-1〔7-36〕nh2［8］两种形式。glp-1〔7-36〕nh2是人体内的glp-1的天然存在形式，促进胰岛素分泌作用在glp-1肽中最强。glp-1受体〔glp-1r〕是一个与g蛋白、偶联的7个跨膜构造，以camp为重要第二信使。它属于g蛋白偶联受体b家族〔分泌素家族〕中的胰高血糖素受体亚家族，该家族最明显的特征是相对较长的胞外n端序列，通过3个二硫键构成一个球状构造域［9］。人glp-1受体与鼠受体有90%的同源性，其基因位于6p［10］，基mrna转录子已经在啮齿动物的胰腺、肺、肾、胃和脑组织中检测到［11］。解剖学的证据表示清楚：鼠、猪和人肠道各段都可见glp-1r细胞，不同种属间分布密度不同，分布规律一样，即从小肠和大肠的近端向远端细胞逐步增大［12，13］。glp-1在体内的表达和活性遭到严密的调控，当n端第二位丙氨酸被二肽基肽酶(dipeptidy1proteaseⅳ,dpp-ⅳ)水解后，构成无活性的glp-1〔9-36〕nh2，成为glp-1r的体内天然拮抗剂［14］。glp-1在体内的半衰期不足5min，其新陈代谢的速率为12～13min。在生理状况下，完好的glp-1重要是通过肾脏的排泄，由肾外组织协助排除［15］。2胰高血糖素样肽―1的生理效应glp-1能够促进胰岛素分泌，在分离的langerhans细胞、动物和人体实验均证明这一点，且这种促进作用是葡萄糖依靠性的，血糖越高作用越强［16］。其促进胰岛素分泌的机制与腺苷酸环化酶〔adenylatecyclase)激活和磷脂酶c〔phospholipasec)途径有关，也与升高胰岛细胞内ca2+浓度有关［17～19］。glp-1与胰岛β细胞细胞膜上的受体结合，通过增长细胞内camp，使k+-atp酶磷酸化，导致k+通道关闭，细胞膜去极化，ca2+通道开放，ca2+内流，刺激胰岛素从细胞排出，进而促进胰岛素分泌。同时，这种作用又是全方位的，影响前胰岛素基因的转录、翻译及剪切等各个功能环节［20，21］。除此之外，glp-1也能够上调β细胞中与糖代谢亲密相关的基因〔如葡萄糖激酶和葡萄糖转运蛋白-2〕，但胰岛素基因启动子能够部分不依靠pka的方式被激活［22］。glp-1也能够刺激胰岛β细胞增生，抑制其凋亡。研究发现glp-1在no-stzmodel大鼠能刺激β细胞新生，改善成年大鼠血糖的本身稳定［23］。在新生gk大鼠中，经glp-1或exendin-4打针5日，血糖恒定状况显著改善，胰岛素水平升高，β细胞实体增大。继续应用上述药物，大鼠β细胞连续增长，成年时血糖控制能力显著提升［24］。体外细胞培养发现，glp-1能诱导小鼠成肌细胞株和胚胎干细胞分化为胰岛素表达细胞［25，26］。在zucker糖尿病大鼠模型中，β细胞凋亡的比例最高达20%以上，glp-1的治疗能使凋亡细胞比例显著下降。以链脲佐菌素〔streptozocin,stz)诱导小鼠β细胞凋亡，研究发现glp-1能抑制其凋亡，而glp-1r基因敲除小鼠的β细胞对stz诱导凋亡的敏感性显著升高。glp-1能抑制胰高血糖素的释放。在血糖调节中，胰升糖素的作用和胰岛素相反，通过促进肝糖原分解增长血糖的浓度。在、1型糖尿病和2型糖尿病患者中均证明，glp-1能抑制胰升糖素的释放，其中在健康人体中其作用水平小于糖尿病患者。给c肽阴性的狗打针glp-1能降低血浆胰升糖素水平，提示glp-1抑制胰升糖素的作用至少部分是不依靠于胰岛素的［27］。在对鼠、猪和人的一系列研究中发现，glp-1可抑制胃肠道蠕动和胃液分泌，延迟胃排空。在血糖控制较差的2型糖尿病患者中，自餐前30min至进液体食物后240min期间连续静脉打针glp-1，胃容量始终停留在最初的400ml，而慰藉剂组病人胃容量在120min内缩小为〔58±19〕ml〔p＜0.0001〕［28］。glp-1抑制胃排空能够部分解释其降血糖的作用，从理论上讲，胃排空的抑制能够减缓那些只能在小肠吸收的营养物质进入体内，类似于α糖苷酶抑制剂。glp-1在神经组织也有影响。glp免疫反应广泛分布在脑的很多地带，glp-1r鄙人丘脑、脑干及小脑中均有表达［29］。在离体实验中，glp-1可促进神经元细胞的分化，其功能类似神经生长因子，但相关的信号通道仍待了解。在人体，无论是正常人还是糖尿病患者，应用glp-1均可使其产生短暂的饱胀感觉和食欲下降。丘脑与饮食控制有关，该区域又有glp-1r表达，揣测外周的glp-1可能通过信号传递间接影响中枢神经而产生饱胀感觉，减少食欲。3胰高血糖素样肽―1的临床应用随着对glp-1及其与糖尿病的相关性研究的不断深切进入，国内外医药研发机构越来越看重这一领域，当前开发重点在抵抗dpp-ⅳ水解的glp-1类似物。丹麦novonordisk开发了白蛋白结合的glp-1类似物〔liraglutide)，半衰期达10h，已进入3期临床。美国amylin医药公司开发了glp-1类似物〔exendin-4)，可抵抗dpp-ⅳ水解，也已进入3期临床［30］。法国aventis公司和丹麦zealand公司最近又公布合作研究exendin-4的另一衍生物――zp10。另外，dpp-ⅳ抑制剂和glp-1r非肽类小分子冲动剂也是两个研究的方向。4小结综上所述，glp-1是一种在胰岛素分泌和血糖调节方面有主要作用的肠道内分泌激素，能够促进胰岛素分泌、刺激胰岛β细胞增生、抑制胰升糖素分泌、延缓胃排空等作用，成为糖尿病治疗领域新的药物靶点。当前，多种glp-1类似物已经进入2型糖尿病的ⅲ期临床试验阶段，有广阔的市场前景。其长期应用的远期疗效，以及能否会产生高胰岛素血症、肥胖等问题尚需进一步研究。【以下为参考文献】1elrickh.plasmainsulinresponsetooralandintravenousglucoseadministration.jclininvest,1964,24:1076-1082.2perleymj,kipnisdm.plasmainsulinresponsestooralandintravenousglucosestudies:studiesinnormalanddiabetessubjects.jclininvest,1967,46:1954-1962.3louisea,scrocchibessa,marshallsonyam,etal.identificationofglucagon-likepeptide1(glp-1)actionsessentialforglucosehomeostasisinmicewithdisruptionofglp-1receptorsignaling.diabetes,1998,47:632.4cathrineorskov,liserabenhoj,andrewettergren,etal.tissueandplasmaconcentrationsofamidatedandglycine-extentedglucagon-likepeptide1inhumans.diabetes,1994,43:535-539.5mojsovs,heinrichg,wilsonib,etal.preproglucagongeneexpressioninpancreaseandintestinediversifiesatthelevelofpost-translationalprocessing.jboilchen,1996,261:11880-11889.6efrats,teitelmang,anwarm,etal.glucagongeneregutaloryregiondirectsoncoproteinexpressiontoneuronsandpancreaticalphacells.neuron,1998,1:605-613.7laserb,medap,constanti,etal.thecaudal-relatedhomeodomainproteincdx-2/3regulatesglucagonsgeneexpressioninisletcells.jbiolchem,1996,271:28984-28994.8druckerdj.minireview:theglucagon-likepeptides.endocrinology,2001,142(2):521-527.9tibaduizaec,chenc,beinbornm.asmallmoleculeligandoftheglucagon-likepeptide1receptortargetsitsamino-terminalhormonebindingdomain.jbiolchem,2001,276(41):37787-37793.10stoffelm,expinosar,lebeaumm,etal.humanglucagon-likepeptide1receptorgene:localizationtochromosomeband6p21byfluorescenceinsituhybridizationandlinkageofahighlypolymorphicsimpletandemrepeatdnapolymorphismtoothermarkersonchromosome6.diabetes,1993,42:1215-1218.11wheelermb,lum,dillonjs,etal.functionalexpressionoftheratglucagon-likepeptide1receptor,evidenceforcouplingtobothadeny1cyclaseandphospholipase-c.endocriology,1993,133:57-62.12王俊波，李艳君，宁树君，等.clr-1r细胞在鼠、猪和人胎儿肠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