GLP-1对胰岛β细胞糖脂毒性的作用及microRNA的调节机制

胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是一种肠促胰岛激素，可促进β细胞增殖、抑制β细胞凋亡。糖脂毒性使2型糖尿病β细胞功能进行性衰退，但GLP-1抑制糖脂毒性诱导的β细胞凋亡的确切机制目前尚不清楚，本课题以2型糖尿病大鼠和胰岛细胞系为研究对象，旨在从大体及细胞水平探究GLP-1对β细胞糖脂毒性的作用，明确GLP-1抗凋亡作用是否通过PI3K/Akt途径发挥作用；观察GLP-1对糖脂毒性诱导的β细胞中microRNA（特别是miR-375、miR-34a）的表达情况，以及异常表达microRNA的条件下是否影响GLP-1对胰岛β细胞的作用； 采用实时动态血糖监测新技术，从日内血糖波动、日间血糖波动、进餐相关性血糖波动、严重低血糖危险等四方面观测GLP-1对糖尿病患者血糖波动的影响；观察血游离脂肪酸谱与胰岛功能之间的关系，从而揭示出GLP-1对胰岛β细胞糖脂毒性的作用及microRNA的调节机制。

糖脂毒性使β细胞功能进行性衰退，胰高血糖素样肽-1（GLP-1）可促进β细胞增殖，但其抑制糖脂毒性诱导的β细胞凋亡的机制尚不清楚。1、本研究发现GLP-1可减弱由棕榈酸引起的细胞活力下降及凋亡细胞数，下调microRNA-34a水平并上调Sirtuin1 mRNA和蛋白的水平。细胞内过表达miR-34a使棕榈酸诱导的细胞毒性更强，Sirtuin1 mRNA水平下降18%，蛋白水平下降47%；而降低细胞内miR-34a含量后，可增强细胞活力并减少细胞凋亡，Sirtuin1的蛋白水平升高1.7倍。揭示了GLP-1的保护细胞作用及机制。2、应用GLP-1后，持续性高糖、波动性高糖和正常对照组细胞相对活力及数量增加、INS-1细胞凋亡减少，促进胰岛素释放。GLP-1上调miR-375及caspase-3的表达，上调bcl-2基因的mRNA水平和miR-375的靶蛋白PDK1的蛋白水平，从而减弱高糖的作用。提出了GLP-1减轻波动性高糖损伤的机制。3、GLP-1可抑制食欲，减少食物摄入，降低体重和血糖，同时改善HOMA-β及HOMA-IR指数。GLP-1对血清脂肪酶及淀粉酶含量均无明显影响。诱导实验性胰腺炎增加RegШ,、MCP-1及IL-6的表达水平，增高miR-216a、miR-181及miR-210、miR-146a的表达水平；GLP-1下调miR-34a及miR-148的表达水平，上调其下游SIRT1及Bcl-2的表达水平。揭示了GLP-1对胰腺炎症与凋亡相关microRNA及基因表达的影响。4、GLP-1下调miR-9和miR-375，上调OC-2和PDK1的表达；下调miR-15a, miR-16和miR-124。提出了GLP-1对胰腺增殖相关microRNA及下游靶基因表达的影响。5、GLP-1增加INS-1细胞的胰岛素分泌，增加细胞内NMN及NAD的含量。6、GLP-1降低Bax和Bak表达水平，降低HepG2细胞内miR-23a的表达水平，增高PGC-1α的mRNA和蛋白表达。抑制miR-23a的表达后， 可增高PGC-1α的mRNA和蛋白水平。提出GLP-1通过调节miR-23a诱导PGC-1α的表达改变。本实验揭示出GLP-1的作用机制，为其在临床上抑制糖脂毒性提供了理论依据。