糖尿病分子藥理學(xué)研究進(jìn)展

王克金

沈陽(yáng)市骨科醫(yī)院藥劑科，遼寧沈陽(yáng) 110044

糖尿病分子藥理學(xué)研究進(jìn)展

王克金

沈陽(yáng)市骨科醫(yī)院藥劑科，遼寧沈陽(yáng) 110044

胰島素與其靶細(xì)胞膜上的胰島素受體特異性的結(jié)合，通過(guò)受體的信號(hào)傳導(dǎo)，激活靶細(xì)胞對(duì)葡萄糖的合成代謝是體內(nèi)降低血液中葡萄糖的主要途徑。胰島素?cái)?shù)量、活性、與受體親合力及受體的數(shù)量、功能是降糖途徑的關(guān)鍵因素。解決糖尿病的根本途徑，就是提高胰島素和受體的數(shù)量，提高它們之間的親合力和彼此的活力。本文將重點(diǎn)闡述這方面工作的分子藥理學(xué)研究進(jìn)展。

糖尿?。环肿铀幚韺W(xué)；胰島素；胰島素受體

隨著分子生物技術(shù)、基因技術(shù)和其他生命科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，糖尿病藥理學(xué)的研究也從傳統(tǒng)的組織層面、細(xì)胞層面、細(xì)胞器層面轉(zhuǎn)到分子層面。分子藥理學(xué)的出現(xiàn)，和不斷發(fā)展壯大，為全面揭開糖尿病的機(jī)理提供了可能，也為以后藥物的篩選、治療應(yīng)用鋪平了道路。

1 胰島素及β-胰島細(xì)胞研究進(jìn)展

1.1 胰島素類似物的出現(xiàn)和發(fā)展

注射胰島素均為人胰島素，是利用基因重組技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的，具有與天然胰島素有相同的結(jié)構(gòu)和功能。但高濃度的胰島素分子三級(jí)結(jié)構(gòu)，B鏈末端具有定向作用，在鋅離子存在的情況下，會(huì)形成由3個(gè)二聚體組成的六聚體，而人的毛細(xì)血管只能吸收單分子和二聚體，這就造成了胰島素吸收限速。另外，每日胰島素用量超過(guò)200 U，歷時(shí)48 h以上，就會(huì)產(chǎn)生胰島素抗藥性，目前作用機(jī)理如不明確，可能與免疫機(jī)制障礙有關(guān)[1]。但研究人員在對(duì)胰島素結(jié)構(gòu)和成分的深入研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)肽鏈進(jìn)行修飾均有可能改變胰島素的理化和生物學(xué)特征，從而能研制出克服傳統(tǒng)人胰島素缺陷，更適合人體生理需要的胰島素類似物。目前科研人員已將胰島素B鏈的Pro28Lys29突變?yōu)長(zhǎng)ys29Pro28，或?qū)鏈的Pro28突變?yōu)锳ps28，這兩種胰島素突變體（類似物）都有吸收快速的特點(diǎn)，克服了胰島素吸收限速；另外，將A鏈Asn21突變?yōu)镚ly21，使其成為第一個(gè)真正長(zhǎng)效胰島素，一定程度上克服了胰島素抗藥性。

1.2 β-胰島細(xì)胞研究進(jìn)展

1.2.1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展為建立新的β-胰島細(xì)胞提供了有效途徑利用攜帶有SV40Tag(表達(dá)載體)和激活H-ras基因逆轉(zhuǎn)錄病毒體外轉(zhuǎn)染人胚胎胰細(xì)胞，已獲得了人胰島β細(xì)胞系TRM-6和βlox-5，其中βlox-5在分離早期以可表達(dá)低水平的胰島素。最近Narushima M等[2]利用含有SV40Tag和hTERTcD-nAs重組逆轉(zhuǎn)錄病毒載體轉(zhuǎn)染人胰島β細(xì)胞，也成功地建立“永生化”人胰島β細(xì)胞。

1.2.2 干細(xì)胞體外誘導(dǎo)技術(shù)目前已經(jīng)證實(shí)可在體外誘導(dǎo)人ES（胚胎干細(xì)胞）細(xì)胞分化成胰島素分泌細(xì)胞。Assady S等培養(yǎng)H9細(xì)胞系[3]得到EBs，繼續(xù)培養(yǎng)14～19 d，有60%～70%EBs自發(fā)分化，在分化的EBs中有1%～3%的細(xì)胞表達(dá)胰島素。這些細(xì)胞在2 h內(nèi)可產(chǎn)生約316μUPmL(約12μgPL)的胰島素。

2 胰島素受體研究進(jìn)展

胰島素受體是一個(gè)四聚體，由兩個(gè)α亞基和兩個(gè)β亞基通過(guò)二硫鍵連接。兩個(gè)α亞基位于細(xì)胞質(zhì)膜的外側(cè)，其上有胰島素的結(jié)合位點(diǎn)；兩個(gè)β亞基是跨膜蛋白，β亞單位由細(xì)胞膜向胞漿延伸，是胰島素引發(fā)細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)的功能單位，起信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。2型糖尿病，由于遺傳缺陷，使病人細(xì)胞膜上胰島素受體數(shù)目減少或數(shù)目雖不少，但有缺陷，結(jié)合力減弱。表現(xiàn)為受體與胰島素結(jié)合只約為常人的40%，以致胰島素不能充分發(fā)揮其正常的生理效應(yīng)。

近年來(lái)研究表明，Ⅱ型糖尿病在發(fā)病機(jī)理上，不僅存在外周胰島素受體障礙或缺陷，還存在著受體前缺陷和受體后缺陷。受體前缺陷是指糖尿病患者的胰島細(xì)胞較正常減少50%以上，其胰島β細(xì)胞儲(chǔ)備功能減低，或存在胰島素結(jié)構(gòu)缺陷，或胰島素抗體形成。而受體后缺陷則指由于遺傳因素使靶細(xì)胞內(nèi)酶系統(tǒng)異常，影響胰島素對(duì)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)，降低胰島的生物效應(yīng)。以上環(huán)節(jié)無(wú)論是受體本身或受體前、受體后障礙都可影響胰島素作用的發(fā)揮，進(jìn)而導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生，其具體機(jī)制詳述如下。

胰島素受體的功能缺陷是糖尿病患者產(chǎn)生胰島素抵抗的主要原因。胰島素受體基因位于人體第19號(hào)染色體短臂遠(yuǎn)端P13.3-P13.2區(qū)帶，長(zhǎng)約120Kb,由22個(gè)外顯子和21個(gè)內(nèi)含子組成。外顯子1-11含90Kb,為編碼受體α亞單位的基因；外顯子12-22含30Kb，為編碼受體β亞單位的基因[4]。在胰島素抵抗的綜合癥的患者中，科研人員發(fā)現(xiàn)胰島素受體等位基因有一個(gè)或兩個(gè)基因發(fā)生了不同形式的突變，影響了受體的生物合成和生化性質(zhì)。胰島素受體基因突變可通過(guò)多種方式影響受體的功能：①受體生物合成率下降，數(shù)量減少；②受體向細(xì)胞膜插入過(guò)程異常；③受體與胰島素親和性下降；④酪氨酸激酶活性降低：這是由于胰島素受體酪氨酸激酶域的基因exon17為酪氨酸激酶ATP的結(jié)合區(qū)，因此影響胰島素受體與ATP結(jié)合及下游信號(hào)傳遞，發(fā)生胰島素抵抗，β細(xì)胞分泌能力下降，表現(xiàn)胰島素分泌的異常；⑤受體降解加速；⑥受體再利用障礙。

3 結(jié)語(yǔ)

糖尿病發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，從胰島β-細(xì)胞內(nèi)胰島素基因的表達(dá)、胰島素的修飾合成、再轉(zhuǎn)運(yùn)到血液中與靶細(xì)胞特異性受體的結(jié)合，然后受體的信號(hào)傳導(dǎo)等等都有很多問(wèn)題需要解決，近年來(lái)分子藥理學(xué)得到了飛速的發(fā)展，揭開了很多糖尿病的發(fā)病機(jī)理，但還有更多問(wèn)題需要我們?nèi)ソ鉀Q。

[1]李秀均主編.胰島素抵抗綜合征[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2012:22-54.

[2]Narushima M.A human bata-cell line for transplantation therapy to control typeⅠdiabetes[J].Nat.Biotechnol,2010,23(10):1274-1282.

[3]王琪,方向東,戚正武.干細(xì)胞的研究進(jìn)展[J].細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志, 2011,17(1):91-94.

[4]Le Roith D,Zick Y.Recent advances in our understanding of insulin action and insulin resistance[J].Diabetes Care,2011,24:588-597.

Diabetes advances in molecular pharmacology

WANG Kejin
Pharmacy department of Shenyang orthopaedic hospital，Shenyang 110044,China

Insulin and insulin receptor binding specificity on the target cell membrane,through the Signal transduction by receptor,Activating target cells to anabolic glucose is a major pathway of glucose metabolism in the body to lower blood glucose.Insulin quantity,activity,receptor affinity and receptor number,function are keys factor to hypoglycemic.The fundamental way to solve diabetes is increase the number of insulin receptors and insulin,improving the affinity between them and each other's vitality.In this paper,molecular pharmacology research progress is focus.

Diabetes;Molecular pharmacology;Insulin;Insulin receptor

R392.11

A

1672-4062（2015）02（a）－0116-02

王克金（1980-），男，遼寧大石橋人，研究生在讀，主管中藥師，主要從事醫(yī)院制劑生產(chǎn)和管理及臨床藥理方面研究。

2014-11-12）