2型糖尿病机制热点荟萃ppt演示课件

LM0079 2型糖尿病机制热点荟萃 LM0079 目前普遍认为2型糖尿病 是与环境和基因相关的机制复杂的疾病 2型糖尿病 LM0079 历史上从未停止对2型糖尿病机制的探索： 从最初的关注胰岛素分泌到胰岛素抵抗机制的发现 发现胰岛素作用 1920s 1960s 1980s 1990s 至今 发现胰岛素分泌异常 研究不断深入 关注胰岛素抵抗 不断探索不断探索 Adapted from：Kahn SE, et al. Lancet 2014; 383(9922):1068-83. LM0079 随着研究证据的不断积累，细胞功能减退与胰岛素抵抗 都被认为是T2DM发病中的关键因素 贾伟平, 等. 中国糖尿病杂志. 2000, 8(2): 67-71. 注：与 NGT 组比较* P 27 kg/m2 无糖尿病 空腹血糖 受损 T2DM无糖尿病T2DM 0 1 2 3 细胞含量(%) p0.05 p0.05 p0.01 不肥胖BMI 25 kg/m2 LM0079 T2DM患者中没有明显的细胞的复制和增生，但细胞凋亡增多 Lipofuscin: 脂褐质 对照组 1型糖尿病 2型糖尿病 胰岛素瘤 l Bulter 研究： 细胞凋亡 l 2013年Minkowski奖 ： 细胞的复制和增生 Bulter AE, et al. Diabetes 52:102110,2003Cnop M, et al. Diabetologia. 2010; 53(2):321-30 LM0079 Rhodes CJ.Science. 2005 21;307(5708):380-384. T2DM患者的细胞数量减少的原因是凋亡增加 LM0079 数量 减少 凋亡 增加 内质网应激 LM0079 红色：表达上调的基因 绿色：表达下调的基因 细胞凋亡的关键机制：内质网应激 应用RNA测序对饱和FFA（棕 榈酸）处理的人胰岛转录组进 行分析 饱和FFA上调多个 内质网应激相关蛋 白的基因表达 棕榈酸盐 调节转录 Cnop M, et al. Diabetes. 2014;63(6):1978-93. LM0079 T2DM患者细胞内质网应激显著升高 lT2DM内质网明显扩张 Marchetti P, et al. Diabetologia. 2007, 50(12): 2486-2494. Hartman MG, et al. Mol Cell Biol. 2004, 24(13): 5721-5732. N: 细胞核 M: 线粒体 IG: 胰岛素颗粒 ER: 内质网 内质网密度 l内质网应激主要信号传导通路PERK中的 关键蛋白CHOP和ATF3在T2DM高表达 Type 2 Control LM0079 线粒体 棕榈酸盐 内质网膜 IRE1：ER转膜蛋白激酶1 JNK：c-Jun氨基末端激酶 PERK：蛋白激酶R样内质网激酶 eIF2：真核翻译起始因子2 ATF3：激活转录因子3 AKT：即PKB，蛋白激酶B DP5：死亡蛋白5 PUMA：上调p53的凋亡调节因子 Bcl-2、Bcl-XL：抗凋亡蛋白 Bax：凋亡前体蛋白 Cytocheome C：细胞色素C 饱和FFA诱发内质网应激导致细胞凋亡可能的分子机制 Cunha DA, et al. Diabetes, 2012, 61(11): 2763-2775. LM0079 数量 减少 凋亡 增加 内质网应激 淀粉样蛋白沉积 LM0079 2型糖尿病患者普遍存在胰岛淀粉样蛋白沉积 糖尿病对照组 有胰岛淀粉样蛋白的比例（% ） n=29 n=39 l97%糖尿病患者胰岛中存在 淀粉样蛋白沉积 l糖尿病患者胰岛淀粉样蛋白 沉积更多 胰岛淀粉样蛋白的严重程度（% ） 糖尿病 对照组 n=29 n=39 Jurgens CA, et al. Am J Pathol 2011; 178(6):2632-40. *P0.001 LM0079 淀粉样沉积严重程度（%） TUNEL-阳性 细胞/ 细胞面积/胰岛面积（%） 胰岛淀粉样蛋白沉积严重程度与细胞凋亡程度成正比 Jurgens CA, et al. Am J Pathol 2011; 178(6):2632-40. 对照组 糖尿病组 LM0079 细胞数量的研究 细胞功能的研究 机制的探索：在疾病进展过程中细胞有何变化？ T2DM患者细胞数量减少的原因是凋亡增 加 细胞凋亡的机制：与内质网应激和胰岛淀 粉样蛋白沉积有关 LM0079 除了数量变化外，近期研究发现在疾病进展中一部分 细胞失去功能，处于“休眠状态” 2014 年Claude Bernard奖 Domenico Accili T2DMT2DM患者患者 细胞发生去分化，细胞发生去分化， 丧失原有分泌功能，这源于丧失原有分泌功能，这源于 FoxO1FoxO1活性的缺失活性的缺失 LM0079 高糖状态下胰岛细胞中出现FoxO1活性缺失 正常血糖（100 mg/dL)轻度高血糖（150-250 mg/dL)重度高血糖（500 mg/dL) 胰岛素FoxO1 Talchai C, et al. Cell. 2012; 150:1223-1234. LM0079 FoxO1活性缺失可造成胰岛素分泌紊乱 血液胰岛素水平 对照组FoxO1缺失 Talchai C, et al. Cell. 2012; 150:1223-1234. LM0079 FoxO1活性缺失的细胞发生去分化，不再生成胰岛素 凋亡发生率 FoxO1 缺失 对照 Talchai C, et al. Cell. 2012; 150:1223-1234. LM0079 2型糖尿病患者胰岛细胞去分化明显增加 去分化细胞/细胞 去分化细胞/ 所有内分泌细胞 *P0.001 *P0.001 T2DM患者细胞和所有内分泌细胞中去分化细胞比例均显著高于正常对照组 对照组糖尿病组 Cinti F, et al. J Clin Endocrinol Metab. 2016;101(3):1044-54. 26. LM0079 胰岛素分泌功能下降与胰岛细胞去分化呈正相关 胰岛素分泌 去分化评分（%） 胰岛细胞去分化程度越高，胰岛素分泌功能下降越明显 Cinti F, et al. J Clin Endocrinol Metab. 2016;101(3):1044-54. 27. LM0079 l近年来许多研究围绕细胞在2型糖尿病进展中的变化开展 数量变化： 功能变化： l细胞的数量变化和功能变化都对疾病的进展起到关键作用 小结 数量 减少 凋亡 增加 内质网应激 淀粉样蛋白沉积 功能 缺失 发生 去分化 FoxO1活性缺失 LM0079 细胞与其他组织形成反馈调节，决定T2DM疾病发生与发展 胰腺胰腺 肝脏肝脏 肌肉肌肉 脂肪组织脂肪组织 LM0079 当胰岛素敏感性发生改变时，细胞的胰岛素释放也会 随之变化 胰岛素 敏感性 胰岛素 反应 Kahn SE, et al. Lancet 2014; 383:1068-1083. 正常状态 LM0079 当胰岛素敏感性发生改变时，细胞的胰岛素释放也会 随之变化 胰岛素 敏感性 胰岛素 反应 Kahn SE, et al. Lancet 2014; 383:1068-1083. 代偿状态 LM0079 当细胞反应减弱导致失代偿时，就会出现糖尿病前期 Adapted from Kahn SE, et al. Lancet 2014; 383:1068-1083. 胰岛素 反应减弱 数量变化（ ） 功能变化（ ） 胰岛素 敏感性 失代偿 状态 数量 减少 凋亡 增加 内质网应激 淀粉样蛋白沉积 功能 缺失 发生 去分化 FoxO1 活性缺失 LM0079 细胞分泌功能和胰岛素抵抗之间反馈调节通路失调， 是疾病进展的病理基础 Kahn SE, et al. Lancet 2014; 383:1068-1083. 正常状态 代偿状态失代偿状态 LM0079 如何评估胰岛细胞功能 与胰岛素抵抗？ LM0079 多种方法可用于评估胰岛细胞功能 胰岛细胞功能： 指胰岛素脉冲样分泌以及对各种刺激物引起的胰岛素释放或 分泌反应以及分泌其他多肽的能力1 1.郭静霞等.临床荟萃.2007;22(6):453-454 2.贾伟平等.中华内分泌代谢杂志.2005;21(3):199-201 胰岛素脉冲式分泌的测定2 葡萄糖刺激或非糖物质刺激的胰岛素分泌2： 高葡萄糖钳夹试验 静脉注射葡萄糖耐量试验（IVGTT） 口服葡萄糖耐量试验（OGTT）联合胰岛素释放试验 非糖物质刺激与细胞功能2： 盐酸精氨酸试验 胰岛血糖素试验 非胰岛素肽类与细胞功能2： 空腹及刺激后C肽的变化 空腹及刺激后胰岛素原（PI）的变化 胰岛细胞功能的评估方法分类： 国内外研究显示1，2： 胰岛素脉冲样分泌的测定、高葡萄糖钳夹 技术是评估 细胞功能敏感性最高的试验 ； 其他试验的敏感性由高到低依次为IVGTT 、OGTT、精氨酸试验、胰高血糖素试验 35 LM0079 胰岛素脉冲式分泌的测定 体内试验往往采用持续小肠营养静脉输注葡萄糖或混合餐， 给予机体一定的能量负荷每1030分钟从外周静脉置管或门静脉置管取血1次， 测定相应时刻的血糖胰岛素C肽浓度， 连续观察1848小时得到上述3项指标的动态变化曲线。 贾伟平等.中华内分泌代谢杂志.2005;21(3):199-201 糖尿病患者及其高风险人群中胰岛素脉冲式分泌异常的出现常早于1相 胰岛素分泌异常，顾客用于检出糖尿病易感者潜在的细胞功能缺陷 意义 方法 36 LM0079 葡萄糖刺激或非糖物质刺激的胰岛素分泌 1.陈蕾等.中华内分泌代谢杂志.2003;19(1):74-76 2.刘石平等.中华内科杂志.2010;49(5):405-409 3.郭冀珍等.内科理论与实践.2007;2(3):146-149 患者空腹10 h后，分别于两侧肘静脉放置静脉留置针，经一侧静脉于3 min内快速推注50 葡萄糖溶液，剂量为300 mg/kg，最多不超过25g 经另一侧肘静脉于注射后3 h内相关时间点频繁取血(共23次)测血糖和胰岛素 IVGTT方法2,3 在空腹静息状态下输注外源性葡萄糖，在限定时间内使血糖达到高于空腹状态的水平(约11 mmol/L)。根据负反馈机制调整葡萄糖输注速率，维持此水平约23 h 根据输注葡萄糖10 min内(010 min)的胰岛素值可以了解胰岛素I相分泌的状况 根据输注葡萄糖并维持高血糖稳定时的平均血胰岛素浓度来评价细胞的最大胰岛素分泌量 高葡萄糖钳夹试验钳夹试验 方法1,3 OGTT方法3 75 g无水葡萄糖溶于250 ml水中口服， 测定空腹及糖负荷后30 min、60 min、2 h、3 h血糖及胰岛素浓度 37 LM0079 多种方法可用于评估胰岛素抵抗 1.郭冀珍等.内科理论与实践.2007;2(3):146-149 2.Guerrero-Romero F, et al.J Clin Endocrinol Metab. 2010;95(7):3347-51 3.Muniyappa R, et al.Am J Physiol Endocrinol Metab. 2008;294(1):E15-26 正糖钳夹试验 HOMA-IR模型的胰岛素抵抗指数（HOMA-IR） 微小模型 FINS 胰岛素耐量试验 Bennett指数 基于OGTT的Matsuda指数、Gutt胰岛素敏感性指数等 其他指标如游离脂肪酸（FFA）、TyG指数等 胰岛素抵抗的评估方法： 38 LM0079 1.陈蕾等.中华内分泌代谢杂志.2003;19(1):74-76 2.郭冀珍等.内科理论与实践.2007;2(3):146-149 正糖钳夹试验 方法1 空腹12h，抽取基础血样后，静脉输注胰岛素，在指定时间内，使血浆胰岛素水平迅速升 高并保持于优势浓度（一般在100mU/L），在此期间，每5min测定一次动脉化的静脉 血浆葡萄糖值 根据负反馈机制，调整外源性葡萄糖输注率，使血糖保持在基础水平。一般经过2h，达 到胰岛素-葡萄糖代谢稳定状态 由于在血浆胰岛素的优势浓度下，可完全抑制内源性（主要是肝脏）葡萄糖产生，因而此 时外源性葡萄糖输注率（M）相等于外周组织的葡萄糖利用率，M可作为评价外周组织（ 主要是肌肉组织）胰岛素作用的指标 血浆胰岛素浓