支链氨基酸对STZ诱发胰岛β细胞氧化应激损伤的作用及机制

氧化应激在糖尿病及其并发症的发生发展中起重要作用，但机制尚未阐明，并且缺乏有效的干预措施。新近的研究显示JNK在氧化应激引起的胰岛素基因表达障碍中起重要作用，但JNK如何介导胰岛素基因表达，目前国内外未曾报道。另外，VitE、VitC是临床应用得最多的抗氧化剂，但目前很多随机、大范围试验显示他们在胰岛细胞氧化损伤方面并无明显改善，因此探索其他类型的抗氧化剂亦为课题研究的重点。.本课题拟建立糖尿病氧化应激动物模型、原代胰岛和胰岛β细胞株（INS-1）培养，主要研究氧化应激是否通过JNK-PKD1-PDX-1通路损伤以及胰岛胰岛β细胞功能，同时研究单个支链氨基酸及支链氨基酸混合物对链脲佐菌素(STZ)诱发胰岛β细胞氧化应激损伤是否具有保护作用，并进一步探讨其是否通过JNK-PKD1-PDX-1通路起保护作用。

目前深入探讨糖尿病的病因及危险因素，对有效预防其发生具有非常重要的意义。现有大量证据表明, 氧化应激信号通路激活会导致胰岛素分泌受损,研究氧化应激及抗氧化剂作用机制,不仅能发现新的糖尿病治疗药物作用靶点,而且能提供糖尿病预防和新药研发新思路。目前支链氨基酸被广泛应用于临床治疗，且作用的相关机制亦被阐述。但是其对胰岛功能的影响尤其是对葡萄糖刺激的胰岛素释放的作用，这方面的研究不多，并且也存在着很大的争议。Eizirik等早在1987年首先报道了支链氨基酸对链脲佐菌素（STZ）介导的细胞毒性有保护作用，并可帮助改善胰岛素分泌状况。美国杜克大学研究人员在研究中报道，在动物实验中发现同时摄入支链氨基酸和高脂食品容易导致胰岛素抵抗。综上所述，本实验主要是更深一步探讨了氧化应激影响胰岛细胞功能的机制，可能为目前预防和治疗糖尿病提供了新的作用靶点。. 通过近3年的试验研究，我们初期的研究结果显示：(1)明确了支链氨基酸对胰岛细胞氧化应激的保护作用：在体内研究显示支链氨基酸对STZ引起的氧化应激的作用，证明支链氨基酸对STZ引起的氧化应激具有保护作用。(2)明确了JNK通路在氧化应激影响胰岛β细胞功能的机制：氧化应激可通过JNK、PKD1及PDX-1参与胰岛素释放和胰岛素含量的变化，可能为目前预防和治疗糖尿病提供了新的作用靶点。(3)明确了亮氨酸影响胰岛素释放和胰岛素含量的机制：亮氨酸培养24h以剂量依赖方式抑制高糖刺激的胰岛素释放和胰岛素含量在INS-1细胞中，并伴随PDX-1以及其下游因子, GLUT2 蛋白的降低。我们首先发现亮氨酸培养24 h 后降低的高糖刺激的胰岛素释放，胰岛素含量以及PDX-1 和GLUT2 蛋白表达在去除亮氨酸后继续培养24h后可以基本恢复到正常。. 按照研究工作计划，证实支链氨基酸对STZ引起的氧化应激具有保护作用，并进一步证明支链氨基酸可通过JNK-PKD1-PDX-1通路改善STZ诱发的氧化应激（细胞实验部分仍在继续进行），可能为目前预防和治疗糖尿病提供了新的作用靶点。并在此基础上，发现亮氨酸培养24 h 后降低的高糖刺激的胰岛素释放，胰岛素含量以及PDX-1 和GLUT2 蛋白表达在去除亮氨酸后继续培养24h后可以基本恢复到正常。