CNP介导的PLCβ-PKC信号通路在糖尿病胃动力障碍发病中的作用

Gastroparesis is one of most common chronic complications of diabetes. Gastric motility disorders caused by diabetes, gastric smooth muscle cells was significantly inhibited PKC pathway activity, it was related to the incidence of diabetic gastroparesis related; PLCβ PKC activity may be subject to regulation, cGMP and cAMP inhibit the activity of PLCβ by PKG and PKA; Our previous study showed that CNP-cGMP pathway activity was significantly upregulated in Gastric smooth muscle of diabetic rats with gastric motility disorders, cAMP concentration is also increased sharply;However, the regulation of CNP-mediated PLCβ-PKC signaling pathway in pathogenesis of diabetic gastroparesis has not been reported so far. Therefore, here we propose to employ STZ-induced-diabetes-rats as model target to investigate whether and how CNP-cGMP participates the processes that Diabetic gastric muscle PLCβ-PKC down process. In detail, molecular biology, immunohistochemistry, and electrophysiology will be combined to verify the hypothesis that CNP-cGMP slows down the motility of gastric smooth muscle by inhibiting the downstream PLCβ-PKC pathway signal. This proposal has great scientific significance and application potential in revealing the pathogenesis of gastroparesis and preventing and treating diabetes.

胃动力障碍是糖尿病常见的慢性并发症之一。研究表明，糖尿病引起胃平滑肌细胞PKC通路活性明显被抑制，与糖尿病胃动力障碍发病有关；而PKC活性可受PLCβ的调节，而且cGMP和cAMP可分别通过PKG和PKA抑制PLCβ的活性；我们的前期研究表明，糖尿病胃动力障碍大鼠胃平滑肌中CNP-cGMP活性明显被上调，而且cAMP生成量也明显增多；但由CNP介导的PLCβ- PKC在糖尿病胃动力障碍发生过程中的作用至今未见报道。因此，本研究拟以STZ诱导的糖尿病大鼠为研究对象，采用分子生物学、免疫组织化学、电生理学等实验技术，探讨CNP-cGMP是否参与在糖尿病引起的胃平滑肌PLCβ-PKC下调过程及其机制，阐明糖尿病发展过程中CNP-cGMP通过抑制其下游的PLCβ-PKC通路，引起胃动力障碍的机理。本研究对揭示糖尿病胃动力障碍等发病机理以及临床防治糖尿病胃动力障碍具有重要的理论意义和潜在的应用价值。

胃肠动力障碍是糖尿病常见的胃肠道并发症之一，主要表现为食管下段压力异常、胃动力低下、胃排空延迟、胃肠转运时间延长（胃轻瘫）等引起的腹胀、恶心、呕吐、便秘、腹泻等，严重影响患者的生活质量、也影响降糖药物的吸收和血糖的控制。我们以往的研究发现在糖尿病胃动力障碍大鼠胃平滑肌中CNP-cGMP-cAMP明显上调。研究表明cGMP-PKG和cAMP-PKA分别与PLCβ-PKC通路都存在交叉调节，即cGMP和cAMP生成分别通过PKG和PKA抑制PLCβ活性，进而抑制PIP2的分解，减少IP3、DG生成，并降低PKC的活性。该项目利用离体肌条实验、体外组织培养、免疫组织化学、ELISA酶联免疫吸附法、电生理学及相关分子生物学等多学科实验技术，以糖尿病动物模型为研究对象，探讨了糖尿病胃动力障碍的发生发展与CNP介导的PLCβ-PKC通路之间的关系，并阐明了CNP介导的PLCβ-PKC通路调控胃平滑肌收缩的细胞分子机制。研究结果，STZ诱导的糖尿病大鼠胃窦平滑肌中的PKG和PKA上调；PLCβ3、PLCβ1的蛋白表达及活性均显着下调；PKCα的蛋白表达及活性也明显下调；IP3、IP4含量显著降低。糖尿病大鼠胃窦平滑肌组织对CNP的敏感性显著增强，即CNP对糖尿病大鼠胃窦平滑肌自发性收缩运动的抑制作用明显大于对照组。在糖尿病大鼠的胃平滑肌中，CNP通过NPR-B/cGMP/cAMP和下游的PKG/PKA-PLCβ途径抑制PLCβ3的活性，并进一步减少胃窦平滑肌组织产生的IP3、IP4、DG的含量并抑制PKC活性，从而抑制胃平滑肌自发性收缩运动，这些病理生理变化可能参与糖尿病胃动力障碍的发生发展过程。此研究结果，将对研究糖尿病胃动力障碍机理具有十分重要的基础理论价值，也为临床防治糖尿病诱发的胃肠动力障碍性疾病具有潜在的应用价值。