鸢尾素经PI3K/AKT/mTOR通路调节自噬对2型糖尿病大鼠胰岛β细胞功能的影响

作     者：李楠 刘师伟 段瑞雪 魏姣姣 王江娜 LI Nan;LIU Shiwei;DUAN Ruixue;WEI Jiaojiao;WANG Jiangna

作者机构：山西医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室山西太原030012 山西白求恩医院内分泌科(山西医学科学院同济山西医院)山西医科大学第三医院山西太原030032 山西医科大学研究生学院山西太原030012 

出 版 物：《中国生物制品学杂志》 (Chinese Journal of Biologicals)

年 卷 期：2024年第37卷第5期

页      面：577-586页

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

基　　金：山西省重点研发计划(201803D31133) 山西省回国留学人员科研资助项目(2020-180) 2020年山西省留学人员科技活动择优资助项目(20200032) 中国糖尿病英才研究项目(2018-N-01-28) 

主　　题：鸢尾素 自噬 2型糖尿病 胰岛β细胞 PI3K/AKT/mTOR通路 

摘      要：目的探讨鸢尾素(Irisin)是否通过磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)/雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路增强自噬,改善2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠胰岛β细胞功能,以期为临床治疗T2DM和代谢综合征等慢性代谢性疾病提供新的思路。方法将30只雄性SD大鼠随机分为正常组(NC)、T2DM组和Irisin干预组(T2DM+Irisin),高脂高糖饮食5周加小剂量(35 mg/kg)链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导T2DM大鼠模型。腹腔注射Irisin 8周后,检测大鼠空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、空腹胰岛素(fasting insulin,FINS)、甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C),并进行腹腔注射葡萄糖糖耐量试验(intraperitoneal glucose tolerance test,IPGTT)、腹腔注射胰岛素耐量试验(intraperitoneal insulin tolerance test,IPITT)及高糖钳夹试验,评估各组大鼠胰岛功能及胰岛素抵抗水平,Western blot法检测大鼠胰腺组织中PI3K/AKT/mTOR通路蛋白及自噬相关蛋白的表达水平,免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)法检测大鼠胰腺组织中胰岛素、微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,MAP1LC3)、家蚕隔离体蛋白1(p62)、溶酶体相关膜蛋白-2(lysosomal associated membrane protein-2,LAMP-2)的表达水平。结果大鼠FBG与干预时间存在交互作用(F=11.751,P=0.000),随着干预时间延长,T2DM+Irisin组大鼠FBG逐渐降低,从干预第4周开始,较T2DM组显著下降(F=1008.870,P=0.000);与NC组相比,T2DM组大鼠FINS水平显著降低(P=0.000),经Irisin干预后,较T2DM组显著升高(P=0.000)。与NC组相比,T2DM组大鼠血清中TC、TG、LDL-C浓度显著升高(P均为0.000),HDL-C浓度显著降低(P=0.000),经Irisin干预后,上述指标均得到改善(P分别为0.010、0.000、0.000和0.000)。Western blot结果显示,与NC组相比,T2DM组p62蛋白表达和LC3Ⅱ/LC3Ⅰ值显著增加(P分别为0.008和0.048),LAMP-2蛋白表达显著降低(P=0.000),经Irisin干预后,LC3Ⅱ/LC3Ⅰ值进一步增加(P=0.000),但p62蛋白表达水平显著降低(P=0.047),LAMP-2蛋白表达显著增加(P=0.000),IHC结果与Western blot结果一致。与NC组相比,T2DM组p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT以及p-mTOR/mTOR值均显著降低(P分别为0.006、0.031和0.000),经Irisin干预后,上述指标均进一步降低(P分别为0.033、0.013和0.000)。结论Irisin可通过PI3K/AKT/mTOR信号通路增强自噬,改善胰岛β细胞功能,为治疗T2DM提供了新的思路。