蛋白激酶5过度激活诱发β细胞凋亡和调节胰岛素分泌的机制研究

目的探讨高糖诱导细胞周期素依赖蛋白激酶5(CDK5)过度激活在胰岛β细胞凋亡及胰岛素分泌调节中的作用机制。方法体外培养Min6小鼠胰岛β细胞。采用不同浓度的葡萄糖(5 mmol/L组、20 mmol/L组和30mmol/L组)刺激胰岛β细胞6 h,收取和固定细胞,行免疫印迹和免疫荧光法测定p35的表达;将p35基因克隆到腺病毒载体中,将p35病毒和空载体病毒(EV)分别转染到胰岛β细胞中(p35组和EV组),测定p35蛋白表达、CDK5活性及胰岛素分泌水平;采用CDK5抑制剂(p35+Ros组)进行抑制试验;采用细胞凋亡相关抗体Cleavedcaspase 3测定胰岛β细胞凋亡。结果 20 mmol/L组和30 mmol/L组p35的表达较5 mmol/L组升高,30 mmol/L组p35的表达较20 mmol/L组升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。不同浓度葡萄糖培养的胰岛β细胞CDK5的表达比较,差异无统计学意义(P>0.05)。20 mmol/L组和30 mmol/L组胰岛β细胞CDK5活性较5 mmol/L组增高,30 mmol/L组胰岛β细胞CDK5活性较20 mmol/L组增高,差异均有统计学意义(P<0.05)。20 mmol/L组和30 mmol/L组在刺激6 h较2 h胰岛素分泌均降低,差异有统计学意义(P<0.05)。p35组p35表达较EV组增高,p35组可见p25条带,p35组CDK5活性较EV组增高,p35组胰岛素分泌水平较EV组增高,差异均有统计学意义(P<0.05)。EV组和p35+Ros组细胞凋亡相关抗体Cleaved caspase 3表达较p35组减少,差异有统计学意义(P<0.05)。EV组和p35+Ros组胰岛素分泌较p35组增加,差异有统计学意义(P<0.05)。结论高浓度的葡萄糖可以抑制胰岛细胞正常分泌胰岛素。高糖环境下p35的表达增加进而诱发p25的表达,引起CDK5的过度激活和胰岛细胞的凋亡从而抑制胰岛素的分泌,可能是其作用机制之一。