菩人丹超微粉调控PTP1B蛋白与IRS2/PI3K/Akt信号转导改善胰岛β细胞形态与功能的作用机制

本项目为验证“促进损伤的β细胞修复，提升胰岛β细胞质量是治疗2型糖尿病的核心”这一理念，利用大鼠胰岛素瘤细胞系INS-1细胞，以33.3 mM葡萄糖、0.5 mM软脂酸及0.5 mM软脂酸合并33.3 mM葡萄糖分别构建了高糖、软脂酸以及软脂酸合并高糖三种细胞损伤模型，以此模拟2型糖尿病（T2DM）胰岛β细胞外环境。采用cell counting kit、Hoechst荧光染色、流式Annexin V-FITC/PI双荧光染色、caspase活性检测、ELISA等方法，对胰岛β细胞增殖、凋亡以及胰岛素分泌情况进行了动态观察，部分揭示了T2DM胰岛β细胞“质”“量”的变化规律，阐明了“糖毒性”、“脂毒性”以及“糖脂毒性”对β细胞损伤作用的程度差异。并在此基础上，考察了“益气养阴清热、活血祛痰化瘀”中药复方菩人丹对糖脂损伤INS-1细胞的保护作用，明确了菩人丹通过抑制糖毒性、脂毒性和糖脂毒性导致的胰岛β细胞凋亡、提高细胞活力、降低caspase-3和caspase-8活性、促进β细胞胰岛素分泌的作用。与此同时，本研究从IRS2-PI3K-Akt信号转导通路结合PTP1B蛋白调控途径，评判了菩人丹改善β细胞胰岛素抵抗，提升胰岛β细胞质量，促进胰岛素分泌的分子机制。研究通过Western blot检测β细胞胰岛素信号转导通路相关蛋白IRS2、Akt、BAD、FOXO1、mTOR、P70s6k和PTP1B的蛋白质表达水平，以及IRS2(ser731)、Akt(thr308)、BAD(ser136)、FOXO1(ser256)、mTOR(ser2448)和P70s6k(thr389)的磷酸化水平，发现菩人丹可以减少糖脂损伤β细胞IRS2蛋白的异常降解和丝氨酸（ser731）磷酸化，保证足量的IRS2可以被胰岛素受体的酪氨酸激酶活化，继而减轻糖脂毒对胰岛β细胞Akt活性的抑制作用，使Akt苏氨酸(thr308)磷酸化增强，激活胰岛素信号转导系统中的PI3K/Akt通路，将胰岛素信号继续向下游传递，使下游效应因子BAD、FOXO1、mTOR和P70s6k被活化，得以发挥其各自的生物学功能，从而抑制“糖脂毒性”导致的胰岛β细胞凋亡、修复“糖脂毒性”导致的胰岛素分泌损伤，改善β细胞的“质”和“量”。