胰岛素抵抗的分子学机制

胰岛素受体底物(IRS)丝氨酸磷酸化是胰岛素信号转导通路中的一种时间依赖性生理反馈机制,代谢及炎症应激阻断其磷酸化进而导致胰岛素抵抗。诱导胰岛素抵抗的因素激活了包括抑制性κB激酶(IKKβ)、c-Jun氨基端激酶(JNK)、细胞外信号调节激酶、雷帕霉素靶蛋白通路和p70S6激酶在内的激酶,进而导致失控的IRS丝氨酸磷酸化。因此,这些激酶是抗胰岛素抵抗的潜在药物靶点,IKKβ/核因子κB或JNK通路靶向治疗未来可能发展为糖尿病治疗方法。     

烧伤后胰岛素受体信号传导缺陷机理的研究

目的：为了探索烧伤后胰岛素受体信号传递缺陷的机理，以阐明烧伤胰岛素抵抗的分子基础。方法：采用ＷＧＡ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ亲和层杆纯化大鼠肝脏和肌肉细胞膜胰岛素受体，通过胰岛素受体蛋白γ－３２Ｐ磷酸化的ＳＤＳ－ＰＡＧＥ放射自显影和外源底物磷酸化，观察烫伤大鼠早期胰岛素受体β－亚基自身磷酸化和受体酪氨酸蛋白激酶（ＩＲ－ＴＰＫ）活性变化。结果：３０％ＴＢＳＡⅢ°烫伤３ｄ大鼠肝和肌肉胰岛素受体β－亚基自身磷酸化能力明显下降；胰岛素受体ＴＰＫ活性亦明显降低并对胰岛素刺激的反应性明显减退。结论：胰岛素受体信号偶联障碍可能是烧（创）伤后胰岛素抵抗发生的分子基础。     

游离脂肪酸对大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体与胰岛素受体底物1的表达和酪氨酸磷酸化的影响

目的：探讨游离脂肪酸是否通过改变胰岛素信号传导蛋白的表达和功能状态影响骨骼肌细胞的葡萄糖代谢。方法：分离培养Ｗｉｓｔａｒ大鼠骨骼肌细胞。软脂酸（０．２５ｍｍｏｌ·Ｌ－１）或油酸（０．１２５ｍｍｏｌ·Ｌ－１）与骨骼肌细胞共同孵育６、１２、２４ｈ，提取蛋白后用Ｗｅｓｔｅｒｎ杂交方法检测胰岛素受体和胰岛素受体底物１（ＩＲＳ１）的蛋白水平，同时应用免疫沉淀和免疫杂交技术检测胰岛素刺激后胰岛素受体β亚单位和ＩＲＳ１的酪氨酸磷酸化程度。结果：（１）软脂酸或油酸作用后骨骼肌细胞的胰岛素受体蛋白质表达量无改变。（２）骨骼肌细胞与软脂酸或油酸共同孵育１２和２４ｈ后胰岛素受体β亚单位的酪氨酸磷酸化显著降低。（３）骨骼肌细胞在软脂酸或油酸作用后各个时间点的ＩＲＳ１蛋白质量均明显降低。（４）骨骼肌细胞经软脂酸或油酸作用后ＩＲＳ１的酪氨酸磷酸化在各个时间点均显著降低。结论：游离脂肪酸可能通过抑制骨骼肌细胞的ＩＲＳ１蛋白质表达和胰岛素受体的酪氨酸磷酸化以及ＩＲＳ１的酪氨酸磷酸化阻滞胰岛素信号传导，引起骨骼肌胰岛素抵抗     

肿瘤坏死因子-α影响胰岛素信号传导的机制

TNF—α（肿瘤坏死因子）主要通过不同通路激活色／苏氨酸（Ser／Thr）激酶，干扰胰岛素信号传导，影响受体后信号传导通路，最终造成外周胰岛素抵抗，控制TNF-α的产生可以预防和改善胰岛素抵抗。     

胰岛素抵抗分子机制研究进展

胰岛素的生物学作用是通过激活其膜受体来启动的,该膜受体触发多种信号传导途径以介导它们的生物学作用。胰岛素稳态具有促进代谢和能量平衡,促进细胞生长和增殖的功能。如果这些机制发生改变,这就可能导致胰岛素抵抗,这是由位于下游的受体或效应分子的突变或翻译后修饰异常引起的胰岛素信号传导缺陷的结果。胰岛素抵抗是2型糖尿病病理表现的主要特征之一,而2型糖尿病是中国乃至世界的主要病死原因之一。近年来,已发现诸如炎症、内质网应激和线粒体功能障碍等因素可引发胰岛素抵抗。该综述的目的是阐述胰岛素抵抗的分子机制以及可能对其起调节作用的因素,尤其是炎症、内质网应激和线粒体功能障碍在其中发挥的作用。     

胰岛素受体酪氨酸蛋白激酶在重度烫伤大鼠胰岛素抵抗中作用的研究

以３０％体表面积背部皮肤全层烫伤大鼠为模型，通过建立肝细胞膜和骨骼肌细胞膜外源性底物磷酸化的分析方法，观察烫伤后３ｄ胰岛素刺激的胰岛素受体酪氨酸蛋白激酶海性的改变，探讨创伤后胰岛素抵抗的分子机理。     

胰岛、肝细胞水平胰岛素抵抗与系统胰岛素抵抗关系的研究

目的通过观察酪氨酸磷酸化的胰岛素受体底物(P-Ikbα)在胰岛素抵抗小鼠肝脏、胰腺的表达随时间变化的差异性,了解细胞水平胰岛素抵抗与系统胰岛素抵抗的关系。方法 C57小鼠随机分为高脂组、胰岛素兴奋组和对照组,均尾静脉监测血糖、体重及胰岛素水平变化。取肝脏、胰腺应用Western Blot方法检测P-Ikbα的表达。结果与对照组相比,高脂组和胰岛素兴奋组肝脏、胰腺P-Ikbα蛋白表达随时间延长而减少。血清胰岛素水平在造模第7天升高,而肝脏的IRS-1酪氨酸磷酸化在第14天末低于正常对照组,胰腺在第21天末低于正常组。结论肝脏IRS-1酪氨酸磷酸化水平的降低早于胰腺;血清胰岛素升高发生时间早于细胞水平胰岛素抵抗发生时间。     

胰岛素受体底物-1与骨代谢

胰岛素受体底物（insulinreceptorsubstrate,IRS）是胰岛素信号传导通路中受体后水平的重要信号蛋白。IRS-1对骨骼生长、骨转换以及骨折愈合等均具有重要作用,为代谢性骨病和骨质疏松的防治提供了新思路。     

胰岛素信号转导与胰岛素抵抗

胰岛素通过与其受体结合可在不同组织细胞内激活不同的信号途径而产生不同的作用，因而信号转导的不同环节出现异常均可能导致胰岛素抵抗。近年来，胰岛素受体、胰岛素底物系列及磷脂酰肌醇-3-激酶等已成为在分子水平上研究胰岛素抵抗的热点。本文就这几方面文献报道作一综述。     

3T3-L1脂肪细胞中高糖诱导胰岛素抵抗的分子机制

观察 3T3-L1脂肪细胞长期暴露到高浓度葡萄糖对糖的转运活动和胰岛素信号蛋白的表达及磷酸化的影响。结果表明 ,在 3T3 -L1脂肪细胞中高浓度葡萄糖 (10 ,15和 2 5mmol·L-1)培养 2 4h ,以一种剂量依赖的方式诱导基础的和胰岛素刺激的糖转运活动的减少。高糖降低了细胞内胰岛素受体底物 1(IRS1)的蛋白表达和它的酪氨酸磷酸化 ,而胰岛素受体底物 2 (IRS2 )蛋白表达呈明显的上调 ;对p85和PKB量无影响。 3T3 -L1脂肪细胞长期暴露到高浓度葡萄糖可以抑制糖的转运活动 ,诱导胰岛素抵抗。其作用机制与影响胰岛素信号肽的表达和酪氨酸磷酸化有关。     

罗格列酮对油酸诱导的慢性胰腺炎大鼠肝脏细胞IR及IRS-1表达的调节

目的:观察肝脏胰岛素受体(IR)和胰岛素受体底物-1(IRS-1)表达的改变,探讨罗格列酮防治继发性糖尿病的可能机制。方法:用油酸经胰胆管插管灌注的方法诱导CP,将成模大鼠随机分成模型组、治疗组、对照组,以罗格列酮治疗7d,Westernblots法测定各组大鼠肝细胞IR和IRS-1表达的改变。结果:模型组IR和IRS-1表达较对照组都有明显降低(P<0.05);治疗组IR和IRS-1表达较对照组有不同程度的上调(P<0.05)。结论:胰岛素信号转导异常可能参与了CP继发胰源性糖尿病机制;罗格列酮在防治继发性胰源性糖尿病动物模型方面具有一定治疗作用。     

油酸诱导慢性胰腺炎大鼠肝脏细胞IR及IRS-1蛋白表达的改变

目的:观察慢性胰腺炎(CP)模型大鼠肝脏胰岛素受体(IR),胰岛素受体底物-1(IRS-1)蛋白表达的改变,探讨慢性胰腺炎继发性糖代谢异常的可能机制。方法:将用油酸诱导的CP大鼠作为模型组,同法注入生理盐水的大鼠为对照组,Western blot法测定各组大鼠肝细胞IR,IRS-1蛋白表达的改变。结果:模型组IR,IRS-1蛋白的表达较对照组都有明显降低(P<0.05)。结论:胰岛素信号转导异常可能参与了CP继发糖代谢异常的机制。     

丝胶对2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素PI3K/Akt信号通路的调节作用及其机制

目的：观察丝胶对2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路中胰岛素受体（IR）、胰岛素受体底物1（IRS-1）、PI3K和Akt的调节作用,初步探讨丝胶降血糖的作用机制。方法：36只SPF级雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组和实验组,每组12只。模型组和实验组大鼠采用高脂高糖饲料喂养联合腹腔注射链脲佐菌素（STZ,35 mg·kg^-1·d^-1,连续2 d）的方法制备2型糖尿病模型,以STZ注射结束后72 h的空腹血糖≥ 11.1 mmol·L^-1作为成模标准。模型建立成功后,实验组大鼠给予2.4·kg^-1·d^-1丝胶灌胃,正常组和模型组大鼠给予等体积生理盐水灌胃,连续用药35d。取各组大鼠血液标本,采用葡萄糖氧化酶法检测空腹血糖;取各组大鼠肝组织,采用免疫组织化学法和Western blotting法检测各组大鼠肝组织中IR、IRS-1、PI3K和Akt蛋白的表达,采用过碘酸-Schiff染色法检测各组大鼠肝糖原含量。结果：模型组大鼠血糖水平明显高于正常组（P<0.05）,实验组大鼠血糖水平明显低于模型组（P<0.05）。正常组和实验组大鼠肝组织中IR、IRS-1、PI3K和Akt蛋白呈棕黄色和（或）棕褐色颗粒,小部分呈弥散状;模型组大鼠肝组织中IR、IRS-1、PI3K和Akt蛋白表达量明显减少,呈棕黄色和（或）棕褐色颗粒,其中IR、IRS-1和Akt蛋白主要位于肝细胞胞膜和胞质,PI3K蛋白主要位于肝细胞胞质。各组大鼠肝切片均可见肝糖原阳性染色的红色或紫红色颗粒,其中模型组大鼠肝糖原染色浅,面积较小。与正常组比较,模型组大鼠肝组织中IR、IRS-1、PI3K和Akt蛋白表达水平及肝糖原含量明显降低（P<0.05）;与模型组比较,实验组大鼠肝组织中IR、IRS-1、PI3K和Akt蛋白表达水平及肝糖原含量明显升高（P<0.05）。结论：丝胶可通过上调糖尿病大鼠肝组织中IR、IRS-1、PI3K和Akt的表达以增强肝脏胰岛素PI3K/Akt信号通路的转导效应,从而起到降低血糖的作用。     

Chronic Hyperinsulinism Induced Down-regulation of Insulin Post-Recentor Signaling Transduction in Hep G2 Cells

Summary: To study the regulatory effect of acute and chronic insulin treatment on insulin post-re-ceptor signaling transduction pathway in a human hepatoma cell line (Hep G2), Hep G2 cells wereincubated in the presence or absence of insulin with different concentrations in serum free mediafor 16 h and then stimulated with 100 nmol/L insulin for 1 min. Protein levels of insulin receptorβ-subunit (IRβ), insulin receptor substrate-1 (IRS-1) and p85 subunit of phosphatidylinositol 3-kinase (PI 3-kinase) were determined in total cell lysates by Western-immunoblot. Phosphorylat-ed proteins IRβ, IRS-1 and interaction of PI 3-kinase with IRS-1 were determined by immunopre-cipitation. Results showed that 1-min insulin stimulation rapidly induced tyrosine phosphorylationof IRβ and IRS-l, which in turn, resulting in association of PI 3-kinase with IRS-1. 1-100 nmol/L chronic insulin treatment induced a dose-dependent decrease in the protein level of IRβ and aslight decrease in the protein level of IRS-1. There wass more marked reduction in the phospho-rylation of IRβ, IRS-1, reaching a nadir of 22 % (P＜0. 01) and 15 % (P＜0. 01) of control lev-els, respectively, after 16 h treatment with 100 nmol/L insulin. The association between IRS-1and PI 3-kinase was decreased by 66 % (P＜0. 01). There was no significant change in PI 3-ki-nase protein levels. These data suggest that chronic insulin treatment can induce alterations ofIRβ, IRS-1 and PI 3-kinase three early steps in insulin action, which contributes significantly toinsulin resistance, and may account for desensitization of insulin action.     

宫内生长迟缓大鼠成年期发生胰岛素抵抗的机制

目的:探讨宫内生长迟缓(intrauterine growth retardation,IUGR)的雄性大鼠肝胰岛素受体(insulin recep-tor,IR)、胰岛素受体底物-1(insulin receptor substrate-1,IRS-1)、胰岛素受体底物-2(insulin receptor substrate-2,IRS-2)、磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidyl inositol 3-kinase,P13K)等胰岛素信号传导蛋白及胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)的表达及与其发生胰岛素抵抗的关系.方法:用雌性大鼠妊娠期半定量饥饿法建它IUGR大鼠模型.RT-PCR法检测出生后12周龄雄性大鼠肝IR,IRS-1,IRS-2,PDK和IGF-1 mRNA的表达,免疫组织化学法检测肝IR,IQRS-1和IRS-2蛋白的表达.结果:12周龄IUGR雄性大鼠肝IR mRNA表达(0.41±0.06)较对照组(0.62±0.11)下降(P<0.05),而蛋白的表达(6.21±0.57)较对照组(6.69±0.47)无明显降低(P>0.05);IRS-1 mRNA(0.77±0.20)较对照组(1.32±0.42),IRS-2 mRNA(1.05±0.280)较对照组(1.48±0.40),IRS-1蛋白(2.15±0.23)较对照组(5.96±0.38),IRS-2蛋白(4.33±0.29)较对照组(7.08±0.35)的表达均受到抑制(P<0.05);PDK mRNA(1.12±0.19)的表达与对照组(1.18±0.24)差异无统计学意义(P>0.05);肝IGF-1mRNA的表达(0.55±0.12)较对照组(1.22±0.34)明显降低(P<0.05);相关分析显示IGF-1 mRNA在肝的表达降低与IRS-1 mRNA(r=0.821,P<0.05)和IRS-2 mRNA(r=0.643,P<0.05)的表达减少有关.结论:IUGR雄性大鼠成年期肝胰岛素受体信号传导蛋白IRS-1和IRS-2的表达受剑明显抑制,并导致肝IGF-1表达降低,可能与其生后的牛长迟缓及胰岛素抵抗有关;肝IR和PDK的表达与IUGR大鼠胰岛素抵抗的发生无明显关系.     

补肾活血化瘀方上调雄激素致不孕大鼠脂肪组织中胰岛素受体底物1及其酪氨酸磷酰化

目的：研究雄激素致不孕大鼠（androgen sterilized rat，ASR）胰岛素受体底物1的表达及其酪氨酸磷酸化程度，探讨胰岛素抵抗（insulin resistance．IR）的分子机制和补肾活血化瘀方的作用机制。方法：ASR大鼠随机分为模型组、溶媒组（注射中性茶油）和补肾活血化瘀方组，各组均为15只大鼠。观察大鼠体质量和胰岛素曲线下面积．并检测大鼠脂肪组织中胰岛素受体底物1（insulin receptor substrate-1．IRS-1）的表达及其酪氨酸磷酸化程度。结果：模型组大鼠体质量和胰岛素曲线下面积高于溶媒组和补肾活血化瘀方组（P〈0.05）。模型组脂肪组织中IRS—1及其酪氨酸磷酸化程度低于溶媒组（P〈0.05）．补肾活血化瘀方组IRS—1的表达及其酪氧酸磷酸化程度上升．与模型组比较有统计学差异（P〈0.05）。结论：补肾活血化瘀方能促进IR大鼠脂肪组织IRS—1蛋白的表达及其酪氨酸磷酸化水平．这可能是其提高组织对胰岛素敏感性从而改善IR的机制之一。     

visfatin对体外脂肪细胞胰岛素受体底物和PI3K表达的影响

目的：从胰岛素经典信号传导通路磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）角度探讨内脏脂肪素（visfatin）与2型糖尿病（T2DM）胰岛素抵抗（IR）的关系。方法：复苏、传代和诱导分化人源T2DM前脂肪细胞,构建 visfatin过表达载体,进行载体转化、培养和提取;以4个不同表达梯度（0.0、1.0、2.5和5.0 μg）转染传代脂肪细胞,以0.0 μg组为对照组,其余3组为观察组;Q-PCR法检测visfatin 、胰岛素受体底物1（IRS-1）、胰岛素受体底物2（IRS-2）和 PI3K（P85α） mRNA表达水平,Western blotting法检测visfatin、IRS-1、IRS-2和PI3K（P85α） 蛋白表达水平及IRS-1和IRS-2酪氨酸磷酸化水平,[³H]-2-脱氧-D-葡萄糖摄取法测定细胞葡萄糖摄取率的变化。结果：各组 visfatin mRNA及蛋白表达水平随转染浓度梯度升高而升高（P<0.01）,所构建visfatin过表达载体有效。随visfatin表达增加,各组IRS-1和PI3K（P85α） mRNA和蛋白表达水平以及IRS-1磷酸化程度均明显升高（P< 0.01）,但IRS-2 mRNA和蛋白表达水平未出现明显变化（P>0.05）。脂肪细胞的葡萄糖摄取率随visfatin表达增加而升高（P<0.05）。结论：体外脂肪细胞visfatin过表达可增加IRS-1和PI3K的表达水平。     

高脂饮食肥胖大鼠胰岛细胞胰岛素抵抗机理的探讨

目的探讨高脂饮食诱导的肥胖大鼠在具有外周胰岛素抵抗(IR)的情况下,胰岛胰岛素、胰高血糖素的分泌和合成功能,高糖刺激下胰高血糖素和胰岛素的分泌以及胰岛内胰岛素信号转导分子的改变。方法30只雄性Wistar大鼠随机分为高脂饲料喂养的肥胖组和普通饲料喂养的对照组,每组各15只,共喂养20周。采用胰腺组织匀浆,检测胰岛素和胰高血糖素的含量;胰岛细胞表面灌注检测高糖状态胰岛素和胰高血糖素的动态分泌变化;免疫组织化学染色及图像分析检测胰岛素受体(IRc)及胰岛素受体底物1、2(IRS1、IRS2)在两组大鼠胰岛的表达。结果(1)肥胖组胰岛素敏感指数(ISI)明显低于对照组,肥胖组血胰高血糖素水平和胰岛内的胰高血糖素水平均显著高于对照组(362pg/ml±58pg/mlvs291pg/ml±35pg/ml,P<0.05;442pg/ml±56pg/mlvs287pg/ml±48pg/ml,均P<0.05)。(2)肥胖组葡萄糖刺激的胰岛素分泌(GSIS)受损,16.7mmol/L葡萄糖可显著抑制对照组胰岛α细胞胰高血糖素的分泌,而在肥胖组这种抑制作用消失。(3)胰岛存在IRc、IRS1和IRS2的表达。肥胖组胰岛IRc、IRS2的表达较对照组胰岛分别低28%和22%(均P<0.01)。结论高脂饮食诱导的肥胖大鼠胰岛细胞的胰岛素信号转导通路受损,即在有外周IR的同时也具有胰岛内的IR,这可能是肥胖状态下胰岛细胞功能障碍的内在机制之一。     

高脂饮食对西藏小型猪胰岛素抵抗及肝胰岛素受体底物1、2表达的影响

目的 探讨高脂饮食对西藏小型猪胰岛素抵抗（IR）及肝胰岛素受体底物（IRS）1、2表达的影响。方法 将10只西藏小型猪随机分为正常对照组（Ctr）5只饲喂普通饲料、IR模型（IR model）组5只饲喂高脂饲料,连续造模12周。造模12周后,称重并测量体长,计算体质量指数（BMI）,空腹取前腔静脉血测定总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL-C）、高密度脂蛋白（HDL-C）、甘油三酯（TG）、游离脂肪酸（FFA）、空腹血糖（FBG）和胰岛素（insulin）,计算胰岛素抵抗指数（homeostasis model assessment-estimated insulin resistance,HOMA-IR）;同时进行糖耐量试验,并计算糖耐量曲线下面积（AUC）;取肝组织检测IRS-1和IRS-2基因和蛋白表达,并行油红O、PAS和HE染色,分别观察肝脂质沉积、糖原及组织病理变化。结果 与正常对照组比,IR模型组体重、BMI指数、TC、LDL-C、HDL-C、FFA、FBG、insulin和HOMA-IR指数均显著升高（P<0.05,P<0.01）;糖耐量试验显示血糖和胰岛素水平曲线下降延缓,而AUC_血糖和AUC_胰岛素均明显升高（P<0.05,P<0.01）;肝组织中出现脂质沉积、糖原增加和局部肝细胞浊肿、部分胞核消失或被挤向一端,偶见淋巴细胞浸润;同时肝组织中IRS-1和IRS-2 mRNA和蛋白表达均显著降低（P<0.05,P<0.01）。结论 高脂饮食可引起西藏小型猪胰岛素抵抗,肝组织IRS-1和IRS-2表达降低是高脂饮食影响西藏小型猪胰岛素敏感性的分子机制之一。     

Chronic Hyperinsulinism Induced Down—regulation of Insulin Post—Receptor Signaling Transduction in Hep G2 Cells

Insulin initiates its biological effects first bybinding to its cellular receptor,thereby activatingthe tyrosine kinase in theβ- subunit of the insulinreceptor ( IRβ) .This leads to tyrosine phosphory-lation of several insulin receptor protein substrates( IRS) ,especially IRS- 1 [1,2 ] .Phosphorylated IRS-1 plays a critical role in divergence of the insulinsignal.Phosphorylated IRS- 1 associates with SH2domain proteins,such as the p85 subunit of phos-phatidylinositol 3- kinase ( PI 3-…