胰岛素对血管损伤作用研究进展王旭开.ppt

1 二十年研究与思考 胰岛素对血管损伤作用研究进展 王旭开wangxuk 2 胰岛素 糖尿病 大血管病变的现状与问题高胰岛素血症致大血管损伤的临床证据高胰岛素对血管损伤的实验室证据总结 内容 3 胰岛素的历程 胰岛素调节血糖的基本作用被发现已经历了85年 近20余年的成就主要是发现了INS在细胞内的传导信号途径 以及信号传导受损后细胞代谢和功能的改变 糖毒性 脂毒性 炎症介质对内皮功能和VSMC的性状影响 解释IR和MS相关性疾病的关系和可能的临床干预 4 胰岛素抵抗 遗传性的与获得性的影响 5 基础状态 血糖3 8 6 1mmol L 分泌1u 1h高血糖时 血糖 6 1mmol L 分泌5u 1h正常人胰岛素 基础24u 餐后15u 30u 40u 50u 低血糖时 1 67mmol L 停止分泌内源胰岛素40 50 在肝脏代谢分解半寿期 内源胰岛素5min静脉注射外源胰岛素20min 胰岛素的需求 6 在体和离体高胰岛素血症的定量 INS与INS C肽的关系INS受体的部位 质量 病变在体临床INS量的估计离体INS量 7 在体临床胰岛素量的估计 高胰岛素血症 在学术文献中的解释高胰岛素血症是指空腹胰岛素 FINS 大于总体样本均值2S 测定及统计方法胰岛素测定用放射免疫法高胰岛素血症的定义空腹胰岛素 85pmol L 8 离体胰岛素量 胰岛素引起剂量依赖性的TDRincorporation 150 增生超过基线 100nM12 10 100nM胰岛素可以诱导细胞增殖 AmJPhysiolCellPhysiol275 42 49 1998 9 糖尿病的流行病学 20年来中国发病率增加3倍 城市上升40 2008 68ADA 旧金山 全世界3 1亿DM 中国有5000万糖尿病死亡中有75 合并有冠心病 10 DM与CAD关系的证据 11 LibbyP etal Circulation2002 106 2760 63 糖尿病并发心血管疾病的机制 1 12 SchnellO etal Klinikarzt2000 2 29 糖尿病并发心血管疾病的机制 2 13 DM与胰岛素供应的关系 14 心脏的并发症 15 A B B A 重度狭窄伴不稳定病变 粥样斑块 管腔 A 16 高血糖OR高胰岛素血症 大血管病变及微血管病变是影响糖尿病患者丧残率的主要并发症在IGR阶段 大血管病变的发病危险已经显著增加IGR既是糖尿病发病的危险因素 也是大血管病变发病的危险因素 17 Muniyappa R etal EndocrRev2007 28 463 491 胰岛素的心血管靶器官和作用 18 糖尿病的心血管致病性 糖毒性脂毒性INS诱导的炎症介质毒性 19 糖毒性的证据 FPG与PCI术后冠脉再狭窄关系 301 5年 老年 269例4组 7结论 5 6以上组再狭窄和心脏事件显著增加 生存率显著降低苏海燕 中华心血管病杂志 2008 36 8 710 713 20 脂毒性的证据 糖尿病心肌病 心肌间质纤维化和冠脉微血管病变 正常 FFA应激 GLU胰抵抗 FFA以甘油三脂储存心肌细胞中 心肌舒张功能下降 心力衰竭中华高血压杂志 2008 16 6 488 21 胰岛素诱导的炎症介质毒性 诱导血管损伤 血管疾病是2型糖尿病患者最主要的死亡原因针对血糖的治疗对于糖尿病大血管病变的减少并不令人满意在接受介入治疗的患者中 和非糖尿病相比 糖尿病患者有着更高的再狭窄率 22 内容 胰岛素 糖尿病 大血管病变的关系高胰岛素血症致大血管损伤的临床证据高胰岛素对血管损伤的实验室证据总结 23 高胰岛素对血管损伤的临床证据 医源性高胰岛素血症常见于使用大剂量外源性胰岛素 以获得接近正常血糖浓度的糖尿病患者 尤以2型糖尿病伴肥胖 胰岛素用量偏大者常见 24 使用胰岛素治疗的中年2型糖尿病并伴发冠脉事件的患者 血清胰岛素和 肽测量 血清胰岛素和 肽测量为自变量 均行冠状动脉造影检查 分别以病变冠状动脉记分和病变冠状动脉支数为因变量 进行单元直线相关分析和多元逐步回归分析 设计 25 观察对象 2000年6月至2007年8月住我院心血管内科的有明确2型糖尿病诊断 并连续使用胰岛素治疗在三年以上的2型糖尿病患者有或无合并急性心脏事件患者 共为85例34 54岁 平均44岁 男女不限 无高血压史 有血脂异常 主要以甘油三酯增高为主 26 冠脉造影检查 27 结果 胰岛素使用量与冠脉事件病例数的比较 28 冠脉病变程度与胰岛素用量相关分析 29 伴发冠脉事件组血清胰岛素水平显著高于对照组 该组病人日均胰岛素用量多数在30IU以上 冠脉事件组胰岛素及C肽与病变冠状动脉记分呈显著正相关 病变冠状动脉支数与血清胰岛素和 肽呈正相关 并有浓度递增关系 逐步回归分析显示血清胰岛素和 肽与冠状动脉病变程度独立相关 冠状动脉病变程度与胰岛素及C肽呈正相关 血清胰岛素和 肽与冠状动脉病变程度独立相关 结果 30 CAG病例 对照组 31 CAG病例 胰岛素组 32 采用冠脉病变记分 病变冠脉支数两种方法评定冠脉病变程度 并与3个胰岛素敏感性指标作回归相关分析 病变冠脉支数与胰岛素敏感性指标作回归相关分析的相关性最大 其次为冠脉病变记分 提示冠脉病变程度和范围的指标可靠 与胰岛素及C肽的相关性越好 结论 33 胰岛素C肽越高 则冠脉病变程度越严重 这不但体现在冠脉病变的狭窄程度上 还体现在病变的个数或范围上 这提示胰岛素在血中的浓度增高 不仅与冠脉狭窄相关联 更重要的是与动脉粥样硬化的发生和发展相关联 医源性胰岛素的剂量对2型糖尿病合并冠状动脉事件的病理生理急性改变存在显著的相关关系 结论 34 内容 胰岛素 糖尿病 大血管病变的关系高胰岛素血症致大血管损伤的临床证据高胰岛素对血管损伤的实验室证据总结 35 insulininsulinreceptorRASIRS 1和IRS 2RAFMEEKPI3KPAPKVSMCgrowthNO分泌增加migration糖摄入增加 高胰岛素对血管损伤的实验室证据 36 Muniyappa R etal EndocrRev2007 28 463 491 Generalfeaturesofinsulinsignaltransductionpathways 37 一 胰岛素对血管平滑肌细胞作用 高胰岛素血症可促进VSMC发生表型转变 合成表型的VSMC中常见有脂滴和髓样结构 收缩功能降低而分泌功能亢进 合成型VSMC内酸性胆固醇酶活性较收缩型低 导致胆固醇及其脂在胞质内积聚 更易形成肌源性泡沫细胞VSMC增殖 迁移是原发性高血压 动脉粥样硬化的特征性变化 体内与体外实验均证实高浓度胰岛素可通过多种途径发挥其其致丝分裂作用 促进平滑肌细胞DNA的合成 刺激平滑肌细胞的增殖和迁移 38 胰岛素 蛋白激酶 调控血管平滑肌细胞增殖 胰岛素作用下PKC亚型改变与细胞增殖的关系人VSMC细胞中主要有PCK PCK PCK 三种亚型 发现63 分布在胞浆中 人VSMC细胞PKC总量随着PMA 胰岛素浓度的增加而增加 人VSMC细胞数也随着PMA 胰岛素的浓度增加而增加 PKC PKC 亚型在PMA 胰岛素干预后向核内区域转移 人VSMC细胞中以PKC 三型含量较多 其中PKC PKC 有转位现象 1993 2007年国家自然科学基金资助项目 39 将PKC阻断后细胞内MAPK活性明显降低 证实胰岛素对血管平滑肌细胞增殖除IP3途径外还存在有PKC MAPK通路 胰岛素 PKC MAPK可通过对细胞内原癌基因的表达血管平滑肌细胞增高而引起增殖 胰岛素对血管平滑肌细胞增殖除IP3途径外还存在有PKC MAPK通路 40 10nM胰岛素可导致培养的大鼠血管平滑肌细胞增殖 基因芯片检测发现是多基因共同的作用 而不是单一或几个基因作用的结果 胰岛素导致血管平滑肌细胞内相关生长因子群表达升高 41 大鼠VSMC在胰岛素干预前后细胞蛋白二维电泳图谱 也显示胰岛素引起血管平滑肌细胞增殖及表型转换也是多种蛋白表达差异共同作用的结果 与基因芯片的结果相符 pI3 10 SDS PAGE 42 43 胰岛素介导的VSMC增殖的分子机制 探讨基因外的改变对胰岛素介导的VSMC异常增殖相关基因表达的调控机制 44 胰岛素 MAPK 组蛋白乙酰化 去乙酰化 VSMC异常增殖 作用方式 VSMC增殖相关基因表达 基因表达变化 45 PD98059阻断MAPK活性 TSA阻断组蛋白去乙酰化 胰岛素干预 组蛋白乙酰化水平相关基因及蛋白表达 MAPK表达及酶活性相关基因及蛋白表达 胰岛素干预 研究内容 46 乙酰化H3 GAPDH 胰岛素作用VSMCs后 细胞内组蛋白乙酰化水平的免疫印迹结果1 对照2 胰岛素组3 pGCsilencerU6MAPKsiRNA2 胰岛素4 PD59098 胰岛素 组蛋白乙酰化H3表达水平与MAPK间的关系 1234 47 组蛋白乙酰化的水平与MAPK基因启动子区的关系 MAPK被抑制后 PD98059和siRNA作用VSMC后 再用100nM胰岛素作用VSMCs 用CHIP 免疫共沉淀 法检测MAPK启动子区域的变化 结果显示其启动子区PCR产物是降低的 与对照比 48 组蛋白去乙酰化阻断后MAPK的表达 pMAPK UD 49 胰岛素干预后VSMCsSM 的表达明显降低 50 二 胰岛素对血管内皮细胞的作用 在动物实验中生理或低浓度胰岛素 0 1 1nmol L 可以促进EPCs的增殖和NO分泌 延缓EPCs衰老 而10nmol L胰岛素对于EPCs增殖仅有较弱的促进 对于衰老和NO分泌无明显影响 而Schatteman等发现1 2 mol L胰岛素可以抑制EPCs增殖 提示胰岛素对EPCs也有双相作用 但其作用机制尚不清楚 CurrDiabRep2003 3 279 288 51 高胰岛素血症是冠心病独立的危险因素最主要是胰岛素对内皮细胞的双相作用生理浓度促NO合成和释放 发挥抗动脉粥样硬化作用高浓度时损害内皮 表现致动脉粥样硬化作用 CurrDiabRep2003 3 279 288 胰岛素对内皮的双向作用 52 磷酸化Akt可以导致内皮一氧化氮合酶 eNOS 磷酸化 使eNOS酶活性增强 从而增加NO释放 所以在生理浓度下胰岛素有益于EPCs功能改善 而在胰岛素抵抗时 高浓度胰岛素使IRS PI3K Akt通路受阻 高浓度胰岛素对EPCs的损伤作用可能是胰岛素抵抗致动脉粥样硬化的机制之一 NatRevMolCellBiol2006 7 85 96 JBiolChem2003 278 30821 30827 JBiolChem2002 277 1794 1799 胰岛素可通过胰岛素受体底物 IRS PI3K Akt途径发挥双相作用 53 Muniyappa R etal EndocrRev2007 28 463 491 Sharedandinteractingmechanismsofglucotoxicity lipotoxicity andinflammationunderliereciprocalrelationshipsbetweeninsulinresistanceandendothelialdysfunctionthatcontributetolinkagebetweenmetabolicandcardiovasculardiseases 54 胰岛素 糖尿病 大血管病变的关系高胰岛素血症致大血管损伤的临床证据高胰岛素对血管损伤的实验室证据总结 内容 55 体内和离体研究均表明高浓度胰岛素对血管具有直接 或间接的损伤作用 临床医