糖尿病的分子機制課件

a1糖尿病的分子機制a1糖尿病的分子機制a2唐同學(xué)，男，15歲。三個月前受涼感冒，之后常感覺口渴、總想喝水、感覺沒有力氣，體重減輕5斤。診斷：1型糖尿病，糖尿病酮癥酸中毒。a2唐同學(xué)，男，15歲。三個月前受涼感冒，之后常感覺口渴、總a31型糖尿病IDDM是人類一種內(nèi)分泌疾病，多數(shù)情況下是由自身免疫系統(tǒng)損傷了胰島β細胞所致的當胰腺中超過了90％的β細胞受損時出現(xiàn)臨床表現(xiàn)（空腹高血糖，糖尿及酮癥酸中毒）a31型糖尿病IDDMa4a4a51型糖尿病的分類免疫介導(dǎo)糖尿病（1A）

特發(fā)性糖尿病(1B)a51型糖尿病的分類a61A研究中使用的動物模型NOD小鼠（非肥胖糖尿病小鼠）

BB大鼠（Biobreading大鼠）證實了T細胞是β細胞破壞的啟動者和最終效應(yīng)者a61A研究中使用的動物模型NOD小鼠（非肥胖糖尿病小鼠）證a7NOD小鼠NOD小鼠的MHC中缺乏Ⅱ類E（與HLA-DR同源）1A發(fā)病與HLA復(fù)合物上DQ-A和DQ-B有關(guān)自身抗原到底是胰島素還是谷氨酸脫羧酶（GAD）?a7NOD小鼠NOD小鼠的MHC中缺乏Ⅱ類E（與HLA-DRa8自身免疫的胰腺炎白細胞:胰島外周積累除了ER-MP25+還有MOMA-1+巨噬細胞:BM8+巨噬細胞T淋巴細胞:CD4+>CD8+B淋巴細胞:對T淋巴細胞有輔助作用（APC）直接和間接a8自身免疫的胰腺炎白細胞:胰島外周積累除了ER-MP25+a9B淋巴細胞的輔助作用NOD/Jsd小鼠NOD/Lt小鼠a9B淋巴細胞的輔助作用NOD/Jsd小鼠NOD/Lt小鼠a10實驗發(fā)病雌性NOD小鼠CD4+和CD25+的T細胞增多未發(fā)病雌性NOD小鼠CD4+和CD25+的T細胞未增多通過RT-PCR技術(shù)檢測發(fā)病的NOD小鼠的CD4+T細胞更偏向于分泌輔助細胞TH1的致炎淋巴因子，其中尤其是INF-γ。a10實驗發(fā)病雌性NOD小鼠CD4+和CD25+的T細胞增多a11自身免疫的胰腺炎還有研究表明當T細胞誘導(dǎo)發(fā)育為TH2時不會者產(chǎn)生1AIL-12和IL-18是T淋巴細胞向TH1分化的相關(guān)細胞因子NOD/Born（環(huán)磷酰胺加速糖尿病發(fā)病的NOD小鼠）a11自身免疫的胰腺炎還有研究表明當T細胞誘導(dǎo)發(fā)育為TH2時a12LADA和1BLADA（成人隱匿性免疫糖尿?。?Ba12LADA和1BLADA（成人隱匿性免疫糖尿病）1Ba13β細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)死亡受體介導(dǎo)的信號途徑線粒體途徑顆粒酶B途徑a13β細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)死亡受體介導(dǎo)的信號途徑線粒體途徑顆a14死亡受體介導(dǎo)的信號途徑IFN-γB細胞FasDISCFas受體多聚化誘導(dǎo)表達募集Caspase8/10DDFADD使Caspase8水解活化激活效應(yīng)Caspase3,6,7a14死亡受體介導(dǎo)的信號途徑IFN-γB細胞FasDISCFa15線粒體途徑激活效應(yīng)Caspase-3，6，7Cyt-cATPApaf-1Caspase9a15線粒體途徑激活效應(yīng)Caspase-3，6，7Cyt-ca16顆粒酶B途徑顆粒酶B存在于CTL細胞和NK細胞中T細胞活化之后會釋放顆粒酶和穿孔素激活Caspase3，7，8，10a16顆粒酶B途徑顆粒酶B存在于CTL細胞和NK細胞中T細胞a17Caspase（半胱天冬蛋白酶）通過剪切核內(nèi)底物（核纖層蛋白，細胞骨架蛋白等）使細胞凋亡a17Caspase（半胱天冬蛋白酶）通過剪切核內(nèi)底物a18

II型糖尿病患者不需要依靠胰島素，可以使用口服降糖藥物來控制血糖，又稱非胰島素依賴糖尿病。所謂的"2型糖尿病"，是各種致病因素的作用下，經(jīng)過漫長的病理過程而形成的。由于致病因子的存在，正常的血液結(jié)構(gòu)平衡被破壞，血中胰島素效力相對減弱，經(jīng)過體內(nèi)反饋系統(tǒng)的啟動，首先累及胰島，使之長期超負荷工作失去代償能力。再繼續(xù)下去，就像強迫一個帶病的人干活一樣，最終累死。2型糖尿病a18II型糖尿病患者不需要依靠胰島素，可以使a192型的發(fā)病機制胰島素抵抗的機制胰島β細胞凋亡的機制a192型的發(fā)病機制胰島素抵抗的機制胰島β細胞凋亡的機制a20胰島素的信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路a20胰島素的信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路a21胰島素受體(INSR)胰島素受體是一個四聚體，由兩個α亞基和兩個β亞基通過二硫鍵連接。兩個α亞基位于細胞質(zhì)膜的外側(cè)，其上有胰島素的結(jié)合位點；兩個β亞基是跨膜蛋白，起信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。無胰島素結(jié)合時，受體的酪氨酸蛋白激酶沒有活性。當胰島素與受體的α亞基結(jié)合并改變了β亞基的構(gòu)型后，酪氨酸蛋白激酶才被激活，激活后可催化兩個反應(yīng)∶①使四聚體復(fù)合物中β亞基特異位點的酪氨酸殘基磷酸化,這種過程稱為自我磷酸化②將胰島素受體底物(IRS)上具有重要作用的十幾個酪氨酸殘基磷酸化，磷酸化的IRS能夠結(jié)合并激活下游效應(yīng)物。a21胰島素受體(INSR)a22什么是胰島素抵抗

IR是指機體在一定量的胰島素水平作用下,葡萄糖攝取和處理能力降低,肌細胞和脂肪細胞不能利用糖,以及肝細胞不能有效抑制糖原分解和糖異生,而向血中釋放過多葡萄糖,致使血糖濃度增高。a22什么是胰島素抵抗IR是指機體在一定量的a23(1)從胰島素基因水平1.1胰島素分子上的某一個氨基酸被代替，而此氨基酸對胰島素的生物活性起關(guān)鍵性作用1.2胰島素原轉(zhuǎn)換為胰島素的過程中，正常的咸基殘端被裂開。B52突變（苯丙氨酸亮氨酸）INS一級結(jié)構(gòu)改變----受體結(jié)合障礙。65位（精氨酸非咸性氨基酸）蛋白酶識別點消失INS加工障礙胰島素原在C肽和B鏈之間斷裂妨礙受體識別a23(1)從胰島素基因水平1.1胰島素分子上的某一個氨基酸a24（2）從胰島素受體水平010203040506070809010011012013012345678910111213142122胰島素結(jié)合區(qū)富含半胱氨酸區(qū)域選擇性可剪切外顯子前受體胯加工區(qū)酷氨酸激酶信號肽外顯子胰島素受體基因結(jié)構(gòu)圖a24（2）從胰島素受體水平0102030405060708a25編碼受體的基因改變胰島素受體基因突變導(dǎo)致正常受體數(shù)量減少：受體降解加速：受體酪氨酸酶活性降低：受體再利用障礙：受體與胰島素的親和力下降從而導(dǎo)致胰島素抵抗，此時胰島素β細胞代償性分泌大量胰島素，形成高胰島素血癥，持續(xù)高胰島素血癥進一步降低胰島素的生物效應(yīng)，由此惡性循環(huán)。a25編碼受體的基因改變胰島素受體基因突變導(dǎo)a26（3）從胞內(nèi)水平胰島素受體底物IRS磷脂酰肌醇-3激酶(PI3-K)葡萄糖激酶糖原合成酶a26（3）從胞內(nèi)水平胰島素受體底物IRS磷脂酰肌醇-3激酶a27胰島素受體底物IRS基因突變編碼胰島素受體IRS的基因發(fā)生突變導(dǎo)致正常irs減少引起IR其他因素導(dǎo)致異常

腫瘤壞死因子(TNF)α和代謝物(多為FFA、葡萄糖)均可促使IRS的絲氨酸磷酸化而抑制酪氨酸磷酸化和胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo),從而導(dǎo)致IR;長期高血糖促使蛋白激酶C活化,催化胰島素受體底物絲氨酸磷酸化,抑制PI-3K活性,導(dǎo)致IRa27胰島素受體底物IRS基因突變其他因素導(dǎo)致異常a28

IKK-β的活化進而催化胰島素受體底物(IRS)特定部位的Ser/Thr殘基磷酸化，抑制信號分子的Tyr殘基磷酸化,導(dǎo)致IR。a28IKK-β的活化進而催化胰島素受體a29磷脂酰肌醇-3激酶(PI3-K)游離脂肪酸(FFA)釋放增多，血清FFA的升高可引起骨骼肌、肝臟的PI-3K活性降低，胰島素的信號傳導(dǎo)通路中斷，致使葡萄糖無法進入細胞內(nèi)參與代謝，引起IR。a29磷脂酰肌醇-3激酶(PI3-K)游離脂肪a30葡萄糖激酶1b1c2378910ExonGCK結(jié)構(gòu)示意圖4561a

在起病早期或伴明顯家族史的常見型2型糖尿病中見到GCK內(nèi)含子1b變異。導(dǎo)致該酶的結(jié)構(gòu)改變從而無法將葡萄糖轉(zhuǎn)化為6-磷酸葡萄糖。血糖增高GCK表達葡萄糖6-磷酸葡萄糖胰島素分泌肝糖元合成a30葡萄糖激酶1b1c2378910Exoa31糖原合成酶在周圍組織對葡萄糖的非氧化攝取、合成糖原的過程中，糖原合成酶（GSY）基因產(chǎn)物起到重要作用。這一過程的受阻可引起周圍組織對胰島素的抵抗IR，在2型糖尿病患者GSY基因中發(fā)現(xiàn)了雙核苷酸復(fù)序列多態(tài)性（TG）。它位于19號染色體載脂蛋白C-2及富含組氨酸的鈣結(jié)合蛋白基因之間，擁有10個等位基因，雜合度0.82，在2型糖尿病發(fā)病及胰島素抵抗中的作用機制尚待進一步研究。a31糖原合成酶在周圍組織對葡萄糖的非氧化攝取、合成糖原的過a32胰島β細胞凋亡炎癥應(yīng)激氧化應(yīng)激內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激糖毒性作用脂毒性作用a32胰島β細胞凋亡炎癥應(yīng)激a33炎癥應(yīng)激

高糖可誘導(dǎo)胰島細胞IL-1β合成和分泌，促進Fas觸發(fā)的β細胞凋亡。在2型糖尿病患者中浸潤于胰島的巨噬細胞也可產(chǎn)生IL-1β[35]。a33炎癥應(yīng)激高糖可誘導(dǎo)胰島細胞IL-a34氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激（OxidativeStress，OS）是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡，傾向于氧化，導(dǎo)

致中性粒細胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增

加，產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物。

高血糖的致病作用在很大程度上是通過活性氧簇（ROS）、活性氮（RNS）生成和繼發(fā)的氧化應(yīng)激反應(yīng)介導(dǎo)的。ROS、RNS除直接氧化損害DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、大分子物質(zhì)外，還間接通過核因子κB（NF-κB）、p38絲裂原活化蛋白激酶、NH3末端Jun激酗應(yīng)激活化蛋白激酶（JNK／SAPK）、己糖胺等細胞應(yīng)激敏感途徑損害組織。

a34氧化應(yīng)激氧化應(yīng)激（OxidativeSa35

在2型糖尿病患者中，高血糖活化這些通路，但由于胰島β細胞的超氧物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化酶表達量低，進而抗氧化能力低，因此β細胞特別易受到氧化應(yīng)激的損害。

在2型糖尿病患者β細胞處于自由基的慢性增加和細胞內(nèi)氧化還原調(diào)節(jié)能力降低的環(huán)境，引起β細胞凋亡。a35在2型糖尿病患者中，高血糖活化這些通a36內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

各種原因?qū)е碌奈凑郫B蛋白或錯誤折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的積聚，被稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。在胰島素抵抗和2型糖尿病時，由于胰島素原的合成增加，當超過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的負荷，引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，其中由蛋白質(zhì)堆積所引起的一系列后續(xù)反應(yīng)稱為未折疊蛋白反應(yīng)（unfoldedproteinresponse，UPR）。未折疊蛋白反應(yīng)首先表現(xiàn)為蛋白質(zhì)合成暫停，隨著應(yīng)激反應(yīng)蛋白基因表達，可進一步改善細胞生理狀態(tài)。但當應(yīng)激原強度超過細胞自身處理能力時，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也會誘導(dǎo)特有的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)性細胞凋亡通路，誘導(dǎo)β細胞凋亡。a36內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激各種原因?qū)е碌奈凑郫B蛋白或錯誤a37糖毒性作用

長期高血糖可能影響參與凋亡的基因表達，通過改變Bcl蛋白家族之間的平衡來調(diào)節(jié)β細胞凋亡水平。Federici等發(fā)現(xiàn)在高葡萄糖（16.7mmol/L）條件下，高血糖能夠持續(xù)增加促凋亡基因Bad、Bid、Bik的表達，減少Bcl-xl抗凋亡基因的表達，而對Bcl-2抗凋亡基因的表達沒有影響。高血糖打破了促凋亡和抗凋亡之間的平衡，并向著凋亡的方向發(fā)展，促進胰島細胞凋亡。a37糖毒性作用長期高血糖可能影響參與凋亡的a38脂毒性作用

FFA可通過增加合成鞘髓磷脂醇產(chǎn)物一?；拾贝迹ㄒ粋€細胞凋亡信息分子）導(dǎo)致β細胞凋亡，?；拾贝伎缮险{(diào)NF-κB的表達，而后者又可上調(diào)NO合酶的表達，使NO產(chǎn)生增加；FFA可以通過一氧化氮獨立機制的影響使正常的胰島β細胞凋亡。a38脂毒性作用FFA可通過增加合成鞘髓磷脂a39實驗設(shè)計尋找新的致病基因a39實驗設(shè)計尋找新的致病基因a40一·實驗?zāi)康?/p>

進一步尋找新的目的基因二·實驗原理有方向：根據(jù)已有的方向進一步深入

無方向：用基因芯片的方法高通量篩選

科研的基本方法伽利略：問題提出猜想設(shè)計實驗方案

修正假說結(jié)果對比實驗驗證

a40一·實驗?zāi)康?/p>

進一步尋找新的目的基因二·實a41（一）立題提出問題：該往哪個方向研究？是圍繞胰腺展開直面疾病還是舍而取其次轉(zhuǎn)攻其他相關(guān)的器官？文獻查詢：胰腺腎臟原則：實用性：有一定的臨床研究價值可行性：在實驗中不超過現(xiàn)有的實驗條件科學(xué)性：盡量根據(jù)已有的一些研究成果縮小一下目標范圍先進性：采用交心的前沿的技術(shù)和方法，以較先進的理論作為研究的指導(dǎo)a41（一）立題提出問題：該往哪個方向研究？a42三實驗設(shè)計根據(jù)一中篩選的可疑基因，通過查詢相關(guān)文獻進一步去除已知的基因

篩選出新的可疑基因再按可疑度的高低逐個依次研究于是問題到這一步轉(zhuǎn)化成了：如何確定找到一個可疑的基因是否為致病基因a42三實驗設(shè)計根據(jù)一中篩選的可疑基因，a431·比較該基因在不同物種之間的分布原因：人和實驗動物（如老鼠）畢竟是不同的， 有些基因?qū)嶒瀯游镉卸藳]有，因此對人類而言也沒有進一步的臨床意義人類有Y不同親緣性動物對比換下一個a431·比較該基因在不同物種之間的分布原因：人和實驗動物（a44關(guān)于如何符合：可以分不同的層次展開1·細胞水平：對人類某些組織細胞進行離體培養(yǎng)，對某些基因進行操作（如基因的敲除、沉默、 低表達、過表達）觀察其對細胞的影響2·個體水平：小鼠

猴子

猩猩a44關(guān)于如何符合：可以分不同的層次展開a45驗證思路不變變1·基因疾病例：體外高糖培養(yǎng)小鼠腎小球足細胞檢測NICDI表達與腎小球足細胞凋亡關(guān)系，并了解信號通路是否介導(dǎo)高糖對NOTCH通路的激活2·疾病基因，思路：（1）先做基因改變，再致?。?）先致病，再做基因改變a45驗證思路不變變1·基a46實例：1.材料：2.細胞培養(yǎng)：5%CO233攝氏度3.細胞分組4.westernblotting檢測NICIDI的表達5.統(tǒng)計學(xué)處理a46實例：1.材料：a47展望：分子生物學(xué)家：在我心中，有一個夢，能用基因治療所有的痛；萬千基因，誰是真的元兇，愿患者生命從此與過往不同；分子魂，基因夢，魂牽夢縈是動力的泵。a47展望：分子生物學(xué)家：a48謝謝a48謝謝a49糖尿病的分子機制a1糖尿病的分子機制a50唐同學(xué)，男，15歲。三個月前受涼感冒，之后常感覺口渴、總想喝水、感覺沒有力氣，體重減輕5斤。診斷：1型糖尿病，糖尿病酮癥酸中毒。a2唐同學(xué)，男，15歲。三個月前受涼感冒，之后常感覺口渴、總a511型糖尿病IDDM是人類一種內(nèi)分泌疾病，多數(shù)情況下是由自身免疫系統(tǒng)損傷了胰島β細胞所致的當胰腺中超過了90％的β細胞受損時出現(xiàn)臨床表現(xiàn)（空腹高血糖，糖尿及酮癥酸中毒）a31型糖尿病IDDMa52a4a531型糖尿病的分類免疫介導(dǎo)糖尿?。?A）

特發(fā)性糖尿病(1B)a51型糖尿病的分類a541A研究中使用的動物模型NOD小鼠（非肥胖糖尿病小鼠）

BB大鼠（Biobreading大鼠）證實了T細胞是β細胞破壞的啟動者和最終效應(yīng)者a61A研究中使用的動物模型NOD小鼠（非肥胖糖尿病小鼠）證a55NOD小鼠NOD小鼠的MHC中缺乏Ⅱ類E（與HLA-DR同源）1A發(fā)病與HLA復(fù)合物上DQ-A和DQ-B有關(guān)自身抗原到底是胰島素還是谷氨酸脫羧酶（GAD）?a7NOD小鼠NOD小鼠的MHC中缺乏Ⅱ類E（與HLA-DRa56自身免疫的胰腺炎白細胞:胰島外周積累除了ER-MP25+還有MOMA-1+巨噬細胞:BM8+巨噬細胞T淋巴細胞:CD4+>CD8+B淋巴細胞:對T淋巴細胞有輔助作用（APC）直接和間接a8自身免疫的胰腺炎白細胞:胰島外周積累除了ER-MP25+a57B淋巴細胞的輔助作用NOD/Jsd小鼠NOD/Lt小鼠a9B淋巴細胞的輔助作用NOD/Jsd小鼠NOD/Lt小鼠a58實驗發(fā)病雌性NOD小鼠CD4+和CD25+的T細胞增多未發(fā)病雌性NOD小鼠CD4+和CD25+的T細胞未增多通過RT-PCR技術(shù)檢測發(fā)病的NOD小鼠的CD4+T細胞更偏向于分泌輔助細胞TH1的致炎淋巴因子，其中尤其是INF-γ。a10實驗發(fā)病雌性NOD小鼠CD4+和CD25+的T細胞增多a59自身免疫的胰腺炎還有研究表明當T細胞誘導(dǎo)發(fā)育為TH2時不會者產(chǎn)生1AIL-12和IL-18是T淋巴細胞向TH1分化的相關(guān)細胞因子NOD/Born（環(huán)磷酰胺加速糖尿病發(fā)病的NOD小鼠）a11自身免疫的胰腺炎還有研究表明當T細胞誘導(dǎo)發(fā)育為TH2時a60LADA和1BLADA（成人隱匿性免疫糖尿病）1Ba12LADA和1BLADA（成人隱匿性免疫糖尿?。?Ba61β細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)死亡受體介導(dǎo)的信號途徑線粒體途徑顆粒酶B途徑a13β細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)死亡受體介導(dǎo)的信號途徑線粒體途徑顆a62死亡受體介導(dǎo)的信號途徑IFN-γB細胞FasDISCFas受體多聚化誘導(dǎo)表達募集Caspase8/10DDFADD使Caspase8水解活化激活效應(yīng)Caspase3,6,7a14死亡受體介導(dǎo)的信號途徑IFN-γB細胞FasDISCFa63線粒體途徑激活效應(yīng)Caspase-3，6，7Cyt-cATPApaf-1Caspase9a15線粒體途徑激活效應(yīng)Caspase-3，6，7Cyt-ca64顆粒酶B途徑顆粒酶B存在于CTL細胞和NK細胞中T細胞活化之后會釋放顆粒酶和穿孔素激活Caspase3，7，8，10a16顆粒酶B途徑顆粒酶B存在于CTL細胞和NK細胞中T細胞a65Caspase（半胱天冬蛋白酶）通過剪切核內(nèi)底物（核纖層蛋白，細胞骨架蛋白等）使細胞凋亡a17Caspase（半胱天冬蛋白酶）通過剪切核內(nèi)底物a66

II型糖尿病患者不需要依靠胰島素，可以使用口服降糖藥物來控制血糖，又稱非胰島素依賴糖尿病。所謂的"2型糖尿病"，是各種致病因素的作用下，經(jīng)過漫長的病理過程而形成的。由于致病因子的存在，正常的血液結(jié)構(gòu)平衡被破壞，血中胰島素效力相對減弱，經(jīng)過體內(nèi)反饋系統(tǒng)的啟動，首先累及胰島，使之長期超負荷工作失去代償能力。再繼續(xù)下去，就像強迫一個帶病的人干活一樣，最終累死。2型糖尿病a18II型糖尿病患者不需要依靠胰島素，可以使a672型的發(fā)病機制胰島素抵抗的機制胰島β細胞凋亡的機制a192型的發(fā)病機制胰島素抵抗的機制胰島β細胞凋亡的機制a68胰島素的信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路a20胰島素的信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路a69胰島素受體(INSR)胰島素受體是一個四聚體，由兩個α亞基和兩個β亞基通過二硫鍵連接。兩個α亞基位于細胞質(zhì)膜的外側(cè)，其上有胰島素的結(jié)合位點；兩個β亞基是跨膜蛋白，起信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。無胰島素結(jié)合時，受體的酪氨酸蛋白激酶沒有活性。當胰島素與受體的α亞基結(jié)合并改變了β亞基的構(gòu)型后，酪氨酸蛋白激酶才被激活，激活后可催化兩個反應(yīng)∶①使四聚體復(fù)合物中β亞基特異位點的酪氨酸殘基磷酸化,這種過程稱為自我磷酸化②將胰島素受體底物(IRS)上具有重要作用的十幾個酪氨酸殘基磷酸化，磷酸化的IRS能夠結(jié)合并激活下游效應(yīng)物。a21胰島素受體(INSR)a70什么是胰島素抵抗

IR是指機體在一定量的胰島素水平作用下,葡萄糖攝取和處理能力降低,肌細胞和脂肪細胞不能利用糖,以及肝細胞不能有效抑制糖原分解和糖異生,而向血中釋放過多葡萄糖,致使血糖濃度增高。a22什么是胰島素抵抗IR是指機體在一定量的a71(1)從胰島素基因水平1.1胰島素分子上的某一個氨基酸被代替，而此氨基酸對胰島素的生物活性起關(guān)鍵性作用1.2胰島素原轉(zhuǎn)換為胰島素的過程中，正常的咸基殘端被裂開。B52突變（苯丙氨酸亮氨酸）INS一級結(jié)構(gòu)改變----受體結(jié)合障礙。65位（精氨酸非咸性氨基酸）蛋白酶識別點消失INS加工障礙胰島素原在C肽和B鏈之間斷裂妨礙受體識別a23(1)從胰島素基因水平1.1胰島素分子上的某一個氨基酸a72（2）從胰島素受體水平010203040506070809010011012013012345678910111213142122胰島素結(jié)合區(qū)富含半胱氨酸區(qū)域選擇性可剪切外顯子前受體胯加工區(qū)酷氨酸激酶信號肽外顯子胰島素受體基因結(jié)構(gòu)圖a24（2）從胰島素受體水平0102030405060708a73編碼受體的基因改變胰島素受體基因突變導(dǎo)致正常受體數(shù)量減少：受體降解加速：受體酪氨酸酶活性降低：受體再利用障礙：受體與胰島素的親和力下降從而導(dǎo)致胰島素抵抗，此時胰島素β細胞代償性分泌大量胰島素，形成高胰島素血癥，持續(xù)高胰島素血癥進一步降低胰島素的生物效應(yīng)，由此惡性循環(huán)。a25編碼受體的基因改變胰島素受體基因突變導(dǎo)a74（3）從胞內(nèi)水平胰島素受體底物IRS磷脂酰肌醇-3激酶(PI3-K)葡萄糖激酶糖原合成酶a26（3）從胞內(nèi)水平胰島素受體底物IRS磷脂酰肌醇-3激酶a75胰島素受體底物IRS基因突變編碼胰島素受體IRS的基因發(fā)生突變導(dǎo)致正常irs減少引起IR其他因素導(dǎo)致異常

腫瘤壞死因子(TNF)α和代謝物(多為FFA、葡萄糖)均可促使IRS的絲氨酸磷酸化而抑制酪氨酸磷酸化和胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo),從而導(dǎo)致IR;長期高血糖促使蛋白激酶C活化,催化胰島素受體底物絲氨酸磷酸化,抑制PI-3K活性,導(dǎo)致IRa27胰島素受體底物IRS基因突變其他因素導(dǎo)致異常a76

IKK-β的活化進而催化胰島素受體底物(IRS)特定部位的Ser/Thr殘基磷酸化，抑制信號分子的Tyr殘基磷酸化,導(dǎo)致IR。a28IKK-β的活化進而催化胰島素受體a77磷脂酰肌醇-3激酶(PI3-K)游離脂肪酸(FFA)釋放增多，血清FFA的升高可引起骨骼肌、肝臟的PI-3K活性降低，胰島素的信號傳導(dǎo)通路中斷，致使葡萄糖無法進入細胞內(nèi)參與代謝，引起IR。a29磷脂酰肌醇-3激酶(PI3-K)游離脂肪a78葡萄糖激酶1b1c2378910ExonGCK結(jié)構(gòu)示意圖4561a

在起病早期或伴明顯家族史的常見型2型糖尿病中見到GCK內(nèi)含子1b變異。導(dǎo)致該酶的結(jié)構(gòu)改變從而無法將葡萄糖轉(zhuǎn)化為6-磷酸葡萄糖。血糖增高GCK表達葡萄糖6-磷酸葡萄糖胰島素分泌肝糖元合成a30葡萄糖激酶1b1c2378910Exoa79糖原合成酶在周圍組織對葡萄糖的非氧化攝取、合成糖原的過程中，糖原合成酶（GSY）基因產(chǎn)物起到重要作用。這一過程的受阻可引起周圍組織對胰島素的抵抗IR，在2型糖尿病患者GSY基因中發(fā)現(xiàn)了雙核苷酸復(fù)序列多態(tài)性（TG）。它位于19號染色體載脂蛋白C-2及富含組氨酸的鈣結(jié)合蛋白基因之間，擁有10個等位基因，雜合度0.82，在2型糖尿病發(fā)病及胰島素抵抗中的作用機制尚待進一步研究。a31糖原合成酶在周圍組織對葡萄糖的非氧化攝取、合成糖原的過a80胰島β細胞凋亡炎癥應(yīng)激氧化應(yīng)激內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激糖毒性作用脂毒性作用a32胰島β細胞凋亡炎癥應(yīng)激a81炎癥應(yīng)激

高糖可誘導(dǎo)胰島細胞IL-1β合成和分泌，促進Fas觸發(fā)的β細胞凋亡。在2型糖尿病患者中浸潤于胰島的巨噬細胞也可產(chǎn)生IL-1β[35]。a33炎癥應(yīng)激高糖可誘導(dǎo)胰島細胞IL-a82氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激（OxidativeStress，OS）是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡，傾向于氧化，導(dǎo)

致中性粒細胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增

加，產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物。

高血糖的致病作用在很大程度上是通過活性氧簇（ROS）、活性氮（RNS）生成和繼發(fā)的氧化應(yīng)激反應(yīng)介導(dǎo)的。ROS、RNS除直接氧化損害DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、大分子物質(zhì)外，還間接通過核因子κB（NF-κB）、p38絲裂原活化蛋白激酶、NH3末端Jun激酗應(yīng)激活化蛋白激酶（JNK／SAPK）、己糖胺等細胞應(yīng)激敏感途徑損害組織。

a34氧化應(yīng)激氧化應(yīng)激（OxidativeSa83

在2型糖尿病患者中，高血糖活化這些通路，但由于胰島β細胞的超氧物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化酶表達量低，進而抗氧化能力低，因此β細胞特別易受到氧化應(yīng)激的損害。

在2型糖尿病患者β細胞處于自由基的慢性增加和細胞內(nèi)氧化還原調(diào)節(jié)能力降低的環(huán)境，引起β細胞凋亡。a35在2型糖尿病患者中，高血糖活化這些通a84內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

各種原因?qū)е碌奈凑郫B蛋白或錯誤折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的積聚，被稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。在胰島素抵抗和2型糖尿病時，由于胰島素原的合成增加，當超過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的負荷，引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，其中由蛋白質(zhì)堆積所引起的一系列后續(xù)反應(yīng)稱為未折疊蛋白反應(yīng)（unfoldedproteinresponse，UPR）。未折疊蛋白反應(yīng)首先表現(xiàn)為蛋白質(zhì)合成暫停，隨著應(yīng)激反應(yīng)蛋白基因表達，可進一步改善細胞生理狀態(tài)。但當應(yīng)激原強度超過細胞自身處理能力時，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也會誘導(dǎo)特有的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)性細胞凋亡通路，誘導(dǎo)β細胞凋亡。a36內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激各種原因?qū)е碌奈凑郫B蛋白或錯誤a85糖毒性作用

長期高血糖可能影響參與凋亡的基因表達，通過改變Bcl蛋白家族之間的平衡來調(diào)節(jié)β細胞凋亡水平。Federici等發(fā)現(xiàn)在高葡萄糖（16.7mmol/L）條件下，高血糖能夠持續(xù)增加促凋亡基因Bad、Bid、Bik的表達，減少Bcl-xl抗凋亡基因的表達，而對Bcl-2抗凋亡基因的表達沒有影響。高血糖打破了促凋亡和抗凋亡之間的平衡，并向著凋亡的方向發(fā)展，促進胰島細胞凋亡。a37糖毒性作用長期高血糖可能影響參與凋亡的a86脂毒性作用

FFA可通過增加合成鞘髓磷脂醇產(chǎn)物一?；拾贝迹ㄒ粋€細胞凋亡信息分子）導(dǎo)致β細胞凋亡，?；拾贝伎缮险{(diào)NF-κB的表達，而后者又可上調(diào)NO合酶的表達，使NO產(chǎn)生增加；FFA可以通過一氧化氮獨立機制的影響使正常的胰島β細胞凋亡。a38脂毒性作用FFA可通過增加合成鞘髓磷脂a87實驗設(shè)計尋找新的致病基因a39實驗設(shè)計尋找新的致病基因a88一·實驗?zāi)康?/p>

進一步尋找新的目的基因二·實驗原理有方向：根據(jù)已有的方向進一步深入

無方向：用基因芯片的方法高通量篩選

科研的基本方法伽利略：問題提出猜想設(shè)計實驗方案