KV通道介导P2Y受体调控的葡萄糖依赖性促胰岛素分泌

开发葡萄糖依赖性的新型促胰岛素分泌剂是当前降糖药物的研发重点，P2Y受体激动剂因其具有接近于生理模式的葡萄糖依赖性促胰岛素分泌作用而受到越来越多的重视，但目前对其作用机制仍缺乏一个整体的认识，特别是对其葡萄糖依赖性作用机制还缺乏深入的了解。我们的前期工作已经证明KV通道在葡萄糖依赖性促胰岛素分泌中发挥着重要作用，结合当前对P2Y受体调控胰岛素分泌已有的研究结果，我们分析KV通道在介导P2Y受体对胰岛素分泌的调控中发挥着重要作用。本项目拟采用膜片钳、钙成像以及胰岛离体灌流等方法，深入研究P2Y受体介导的促胰岛素分泌机制，明确KV通道在其中的关键作用，从而使人们对P2Y受体调控的促胰岛素分泌机制有一个更为全面的认识，同时也为新型的P2Y类抗糖尿病药物的开发利用提供理论依据。

激动P2Y受体已经被证明具有接近于生理模式的葡萄糖依赖性促胰岛素分泌作用，表明P2Y受体是一个非常有开发前景的糖尿病治疗靶点。在本项目研究中，我们的实验表明，应用P2Y受体激动剂ADPβS可显著增强离体大鼠胰岛在高糖（8.3或16.7 mM）条件下的胰岛素分泌，而对低糖（2.8 mM）条件下的胰岛素分泌没有影响。当给予P2Y受体拮抗剂suramin或腺苷酸环化酶（AC）抑制剂SQ 22536干预后，ADPβS对胰岛素分泌的调控作用被抑制。大鼠胰岛cAMP含量测定结果表明，ADPβS促使cAMP水平升高，此效应亦可被suramin和SQ 22536抑制。这些结果提示P2Y/AC/cAMP途径在调节胰岛素分泌过程中起重要作用。但是，其下游信号转导机制尚需阐明。目前的研究已经明确cAMP的作用是由其下游的两个效应物（PKA和Epac）介导的。我们发现，应用Epac抑制剂ESI- 09取消了ADPβS对胰岛素分泌的影响，但是应用PKA抑制剂PKI则对ADPβS的作用无影响，提示Epac是P2Y受体激活的一个关键下游信号通路作用位点。在胰岛β细胞，KV通道已被证明是调节葡萄糖依赖性胰岛素分泌的重要成分，因此我们接着对Kv通道活性开展了相关的研究。电压钳实验表明ADPβS抑制Kv通道，并且这种作用可被suramin或SQ 22536逆转。随后我们观察了cAMP下游信号通路是否影响ADPβS对Kv通道的调控作用。我们的结果表明：ESI- 09消除了ADPβS对Kv通道的抑制作用，而PKI没有，这表明Kv通道作用于Epac的下游。进一步研究表明，应用PI3K抑制剂wortmannin亦可消除ADPβS对Kv通道的抑制作用。综上所述，我们的数据表明，在P2Y受体介导的促胰岛素分泌过程中，P2Y/AC/cAMP/Epac/PI3K/钾离子通道这一信号转导途径发挥了重要的调节作用。本项目在国家基金的资助下顺利完成，使人们对P2Y受体调控的促胰岛素分泌机制有了更为深入的认识，为新型的P2Y类抗糖尿病药物的开发利用提供了理论依据。目前已经发表相关SCI论文一篇，部分研究结果在美国内分泌年会进行交流。另外2篇论文已被国内核心期刊接收。本项目部分重要研究结果正在整理撰写中，期望能够发表于本领域一流SCI期刊上。由本项目资助培养的一名研究生获得了国家奖学金。我们申请的三项专利获得了受理。