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第一部分GLP-1RA促进C3H10T1/2骨髓间充质干细胞分化为成熟棕色脂肪细胞目的:研究表明胰高糖素样肽1-受体激动剂(GLP-1RA)通过促进白色脂肪细胞棕色化而减轻体重,该基础实验旨在研究GLP-1RA(利拉鲁肽)对C3H10T1/2骨髓间充质干细胞分化为成熟棕色脂肪细胞的影响,并研究信号通路PI3K/AKT/mTOR在细胞分化过程中所起的作用。方法:将C3H10T1/2骨髓间充质干细胞诱导分化为成熟的棕色脂肪细胞,从诱导细胞分化开始,使用利拉鲁肽(10nM,100nM)和(或)PI3K抑制剂10μmol LY294002干预至第8天,无利拉鲁肽及(或)LY294002干预为对照组,使用Annexin V法测细胞凋亡、CCK8法测细胞增殖,采用油红O染色进行脂肪细胞脂滴染色并测OD值,使用实时荧光定量PCR及蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测棕色脂肪细胞特异性基因(PRDM16,PPARγ,PGC-1α,CIDE-A,UCP-1)及线粒体功能相关基因(CytoC,COX II),mtDNA的表达,使用Western Blot检测PI3K/AKT/mTOR信号通路在分化过程中的蛋白定量变化。结果:1.与对照组比,棕色脂肪细胞的细胞凋亡随着利拉鲁肽干预浓度增加而下降(P<0.05),细胞增殖则逐渐上升(P<0.05),10nM利拉鲁肽作用使细胞分化第4,6,8天多腔脂滴形成及油红O染色定量显著多于对照组(P值均小于0.05),100nM利拉鲁肽使细胞分化第2,4,6,8天多腔脂滴形成及油红O染色定量显著多于对照组(P值均小于0.05)。2.在细胞分化过程中,棕色脂肪细胞特异性基因(PRDM16,PPARγ,PGC-1α,CIDE-A,UCP-1)及线粒体功能相关基因(CytoC,COX II),及mtDNA的表达在利拉鲁肽干预下显著高于对照组,且随着利拉鲁肽干预浓度的增加表达量逐渐提高(P值均小于0.05)。3.在棕色脂肪细胞分化过程中,利拉鲁肽干预下脂肪细胞的磷酸化AKT及mTOR蛋白定量水平逐渐增加,与对照组比具有统计学意义(P值均小于0.05),且于分化第8天100nM利拉鲁肽组磷酸化AKT及mTOR蛋白定量水平显著高于10nM利拉鲁肽组及对照组(P值均小于0.05)。4.在LY294002作用下,与对照组比,C3H10T1/2骨髓间充质干细胞分化为棕色脂肪细胞的数量减少,油红O染色定量显著下降,且棕色脂肪细胞特异性基因(PRDM16,PPARγ,PGC-1α,CIDE-A,UCP-1)及线粒体功能相关基因(CytoC,COX II),mtDNA,磷酸化AKT及mTOR蛋白定量水平均显著降低(P值均小于0.05)。5.当利拉鲁肽及LY294002共同作用于细胞分化过程时,与100nM利拉鲁肽干预组相比,油红O染色定量,棕色脂肪细胞特异性基因(PRDM16,PPARγ,PGC-1α,CIDE-A,UCP-1)及线粒体功能相关基因(CytoC,Cox II),mtDNA,磷酸化AKT及mTOR表达水平均显著下降或降低(P值均小于0.05)。结论:在C3H10T1/2骨髓间充质干细胞向棕色脂肪细胞分化过程中,GLP-1RA不仅能抑制细胞凋亡、促进细胞增殖,也促进C3H10T1/2骨髓间充质干细胞分化过程中多腔脂滴的形成,且能促进C3H10T1/2骨髓间充质干细胞分化为成熟棕色脂肪细胞,另外,信号通路PI3K/AKT/mTOR在GLP-1RA介导的促分化过程中起到重要作用。第二部分GLP-1RA对腹型肥胖2型糖尿病患者脂肪分布及胰岛β细胞功能的影响目的:与西方人群相比,大多数中国2型糖尿病患者BMI并不高,然而却表现出腹型肥胖的特征。既往研究显示GLP-1RA能有效地控制肥胖2型糖尿病患者的血糖及体重,保护胰岛β细胞功能,减少内脏及肝脏脂肪沉积。本研究旨在研究GLP-1RA(艾塞那肽)对腹型肥胖的2型糖尿病患者的脂肪分布及胰岛β细胞功能的作用。研究方法:对49名腹型肥胖2型糖尿病患者进行24周的治疗干预,在干预前、干预后检测2型糖尿病患者体重、腰围、体质指数(BMI)、收缩压、舒张压、空腹血糖(FPG)、餐后2小时血糖(2h PBG)、糖化血红蛋白(Hb A1c)、血脂、肝功能、肾功能、成纤维细胞生长因子-21(FGF-21)、100g馒头餐试验,使用磁共振成像(MRI)测量皮下脂肪组织(SAT)及内脏脂肪组织(VAT)、氢质子磁共振波谱(1H-MRS)测量肝脏脂肪含量(LFC),以Matsuda指数(总体胰岛素敏感性指数)及MBCI指数(李-Bennett胰岛B细胞功能指数)评估胰岛素敏感性及胰岛β细胞功能,使用配对t检验,Wilcoxon检验及秩和检验,控制年龄及性别的混合效应模型,Pearson相关性分析等统计方法进行统计分析。结果:1.共40名2型糖尿病患者最终完成24周的治疗和随访,所有2型糖尿病患者干预前、后空腹血糖为(9.14±2.41 mmol/L vs 8.01±2.03 mmol/L)、餐后2小时血糖为(15.95±4.28 mmol/L vs 14.38±3.37 mmol/L)、糖化血红蛋白为(8.43±1.06%vs 7.05±1.04%),干预后血糖水平均较干预前显著下降(P值均小于0.05)。2.与治疗前相比,2型糖尿病患者在艾塞那肽治疗干预后Matsuda指数无显著变化,而MBCI指数则升高明显(5.44±3.33 vs 7.27±5.04)(P=0.045)。3.艾塞那肽干预治疗前、后,受试者体重为(68.08±9.28 kg vs 64.53±10.41 kg),腰围为(88.83±5.58 cm vs 84.21±6.57 cm),BMI为(23.99±1.2 kg/m~2 vs 22.68±1.68 kg/m~2),治疗24周后与治疗前相比均下降显著(P均小于0.01)。4.治疗前、后受试者内脏脂肪面积为(80.56±34.26 cm~2vs 66.82±30.07 cm~2)、LFC为(22.96±3.02%vs9.83±2.38%)、SAT为(129.85±43.73 cm~2vs 114.18±44.39 cm~2),24周艾塞那肽治疗后均显著下降(P值均小于0.01)。5.FGF-21与干预治疗前相比,除在干预后显著下降外(372.79±244.56 pg/ml vs 198.64±147.02 pg/ml)(P<0.01),也与肝脏脂肪含量均呈正相关(r=0.248,P=0.027)。结论:艾塞那肽不仅能有效地控制腹型肥胖2型糖尿病患者的血糖及体重,也能改善患者胰岛β细胞功能,减少内脏及皮下脂肪组织、肝脏脂肪含量。