MTNR1B对妊娠期胰岛素分泌的影响及其机制研究

作     者：栗晶晶 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：廖顺尧

授予年度：2021年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100211[医学-妇产科学] 10[医学] 

主      题：妊娠糖尿病 褪黑激素 雌激素 MTNR1B 胰岛素分泌 

摘      要：妊娠糖尿病（GDM）是孕妇在妊娠期间被发现的糖耐量异常现象,对孕妇、胎儿乃至新生儿的健康产生长期不利的影响。近来的研究证实,脑松果体分泌的与生物节律调节有关的激素——褪黑激素会通过其特异表达于胰岛β细胞上的受体MTNR1B影响胰岛素的分泌,调控机体的血糖代谢;而有关妊娠血糖代谢的研究包括我们前期的工作发现,MTNR1B基因变异与血糖水平具有显著的相关性,但其关联性特征在妊娠期与非妊娠期存在一些明显的差异。妊娠代谢变化涉及众多因素,其中孕期激素的改变被认为是引起代谢变化的主要原因。雌三醇（E3）作为一种次要的女性性激素,其水平在孕期母体循环中提高千倍以上,被报道与GDM显著相关,但致病机制不明。因此,本论文工作拟探讨胰岛细胞在孕期高浓度E3影响下,褪黑激素-MTNR1B介导的信号途径对胰岛素释放调控的影响及相应的分子传导机制,进而为了解妊娠血糖代谢改变的原因、糖耐量异常的产生以及GDM诊疗提供分子理论基础。研究方法:（1）对分离纯化的小鼠原代胰岛细胞和体外培养的胰岛细胞系MIN-6、NIT-1进行糖刺激胰岛素分泌实验（GSIS）,以验证不同胰岛细胞分泌胰岛素的能力。并进一步通过体外实验调查:（2）褪黑激素对胰岛素分泌的抑制作用;（3）不同种类不同浓度雌激素对胰岛素分泌的影响;（4）不同浓度E3作用下,高浓度褪黑激素刺激下的褪黑激素-MTNR1B信号对胰岛素分泌的影响,再通过Western Blot检测相关信号蛋白分子（包括Rac和Akt、ERK及其磷酸化蛋白）的表达变化。结果与结论:（1）小鼠原代胰岛细胞,胰岛细胞系MIN-6,NIT-1均具备糖反应性。其中原代胰岛分泌胰岛素能力最强,而胰岛细胞系中MIN-6较NIT-1分泌胰岛素的能力更强也更稳定。体外MIN-6的实验结果显示:（2）1nM和100nM的褪黑激素都能抑制胰岛素分泌,抑制作用随浓度升高而增强,在25mM葡萄糖条件下,100nM较1nM的抑制效果增强约26%;（3）不同种类的雌激素都能不同程度地影响胰岛素分泌。其中,在一定浓度范围内,E2（1nM和100nM）和E4（0.2nM和2nM）能够促进胰岛素分泌;对于E3,当浓度从100nM增加到100μM,其抑制胰岛素分泌效果变强,约增强39%;（4）100nME3、100μME3与高浓度褪黑激素（100nM）共刺激细胞时,胰岛素分泌呈现上升趋势,反转了两种激素单独作用时的抑制效果,但100nME3与褪黑激素共同作用时胰岛素分泌的上升趋势比100μM E3与褪黑激素共同作用时更强。Western Blot检测显示:与DMSO对照组相比,100nME3、100μME3、100nMMLT 单独处理以及 100nMMLT+100nM E3共同作用条件下,激酶信号系统相关蛋白Akt、P-Akt以Rac的表达量几乎没有观察到变化。但100nME3、100μME3、100nMMLT单独作用时,ERK1/2表达量增加,P-ERK1/2表达量降低;与单独作用相比,100nMMLT+100nME3共同作用时,ERK1/2表达量增强,P-ERK1/2未观察到明显变化。综上,本实验调查发现ERK1/2及其磷酸化蛋白的表达发生明显的变化,显示E3影响了褪黑激素介导的胰岛素分泌信号通路中的MAPK/ERk信号。其中,P-ERK蛋白表达的降低与两种激素单独作用时胰岛素分泌的减少相关,我们将进一步验证相关的实验结果。