营养因素对小鼠肌肉胰岛素受体及其底物基因表达的影响
作者：葛学美 童本德 郭俊生 赵法 李正银
单位：葛学美(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)；童本德(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)；郭俊生(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)；赵法(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)；李正银(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)
关键词：受体；胰岛素；受体底物；谷氨酰胺
第二军医大学学报000227 摘 要：目的：研究不同膳食组成对小鼠肌肉胰岛素受体及其相关底物基因表达的影响。方法：C57BL/6J小鼠分别饲以高脂饮食、高脂加谷氨酰胺饮食、高脂3个月后补加谷氨酰胺饮食以及正常对照饮食，实验期为5.5个月。以反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)分别测定肌肉胰岛素受体(IR)及其受体底物1(IRS-1)、受体底物2(IRS-2)以及磷酸肌醇3激酶(PI-3-kinase) mRNA水平。结果：高脂可使小鼠肌肉IR，IRS-1，IRS-2，PI-3-kinase mRNA水平不同程度下降，分别为正常对照的81%，63%，59%及45%。结论：谷氨酰胺可在一定程度上抑制上述基因mRNA下降的趋势，提示营养因素对机体胰岛素敏感性的影响可能部分是通过影响其胰岛素受体及其一系列相关底物的基因表达而实现的。
, 百拇医药
分类号：R 151 文献标识码：A
文章编号：0258-879X(2000)02-0182-04
Study on expression of insulin receptor and its related substrate genes in the muscle of C57BL/6J mice
fed with different diets
GE Xue-Mei
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
, 百拇医药
TONG Ben-De
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
GUO Jun-Sheng
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
ZHAO Fa-Ji
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
, http://www.100md.com
LI Zheng-Yin
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
ABSTRACT：Objective: To investigate the influence of nutrient on the expression of insulin receptor and its related substrate genes in the muscle of mice. Methods:The C57BL/6J mice were divided into 4 groups randomly :(1)Fat,mice on high fat diet;(2)F+G,supplemented with glutamine after 3 month on high fat diet;(3)Gln,high fat with glutamine; (4)Control, normal diet.Each group was fed for 5.5 month. Reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR) was used to determine the mRNA levels of insulin receptor (IR),insulin receptor substrate-1(IRS-1),insulin receptor substrate-2(IRS-2) and phosphatidylinositol 3-kinase(PI-3-kinase).Results: mRNA level of IR,IRS-1,IRS-2,and PI-3 kinase in the mice on high fat diet were lowered to some degree: 81%,63%,59% and 45% that of control. Conclusion: Glutamine can prevent the reduction of the mRNA level of the genes mentioned above in fat group to some extent.The results suggest that nutrient may influence insulin sensitivity of the body through regulation of genes mentioned above.
, 百拇医药
KEY WORDS：receptors, insulin; receptor substrates; glutamine▲
近年来越来越多的资料表明，肥胖、胰岛素抵抗及高胰岛素血症是许多慢性疾病的重要危险因素[1]。流行病学调查研究显示，膳食脂肪的含量、种类与肥胖、糖尿病及冠心病的发病密切相关，高饱和脂肪酸的大量摄入可造成肥胖及胰岛素抵抗，而其分子机制至今尚未完全阐明。体内胰岛素生理功能的发挥首先是通过其与靶组织细胞膜表面的受体相结合，受体β亚基发生自身磷酸化，同时激活β亚基内在的酪氨酸蛋白激酶，进而引起胰岛素受体底物1(IRS-1)、底物2(IRS-2)及磷酸肌醇3激酶(PI-3-kinase)的磷酸化[2]。当上述信号转导途径中任一环节发生改变，都可引起机体的胰岛素抵抗。本研究以高脂诱发C57BL/6J小鼠产生胰岛素抵抗及糖尿病，观察其受体及相关底物的基因表达的变化，以及其他营养因素如谷氨酰胺(Gln)对其的影响，旨在阐明营养因素对机体胰岛素敏感性影响的机制。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 材料 4周龄雄性C57BL/6J小鼠(上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供)40只,体质重13～16 g，随机分为4组(n=10)，饲料配方参见AIN93。(1)对照组，饲料脂肪含量(质量)为4%；(2)高脂组，饲料脂肪含量为25%；(3)高脂+Gln(由日本味之素公司提供)组，饲料中含25%脂肪及4%Gln；(4)高脂后补加Gln组，实验前3个月喂高脂饲料，后2.5个月补加4%的Gln。
1.2 总RNA抽提 小鼠饲养5.5个月后断头处死，取后肢肌肉。肌肉总RNA按异硫氰酸胍-苯酚-氯仿一步法抽提,经基因定量分析仪(Gene Comp产品)定量[D(260)/D(280)=1.8～2.0 纯度>99%]。
1.3 反转录-聚合酶链反应(RT-PCR) (1)引物：见表1。 (2)RT：按BRL SuperScript kit(Gibco BRL产品)进行。5 μg总RNA，1 μl Oligo(dT)12～18(0.5 μg/μl)，加DEPC处理水至12 μl，加热70℃ 10 min，冰上冷却1 min；再加10×PCR buffer 2 μl，25 mmol/L MgCl2 2 μl, 10 mmol/L dNTP 1 μl，0.1 mol/L DTT 2 μl 混匀，42℃ 5 min；加SuperScript Ⅱ RT 1 μl，混匀， 42℃ 50 min，70℃ 5 min终止反应。(3) PCR：PCR反应体系50 μl，10×PCR buffer 5 μl,引物各1 μl，cDNA 1 μl，9.25×105 Bq α-32P-dATP, Tag酶 1.25 U,加水至50 μl，在PTC-200 PCR仪上扩增(Gene Comp产品)。首先94℃变性10 min，以后每次循环包括94℃变性1 min；58℃退火1 min，72℃延伸1 min，最后一次循环结束后，于72℃延伸10 min。 8 μl PCR反应液用5%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后,将胶抽干,于-80℃放射自显影并扫描定量。
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表1 PCR引物序列
Tab 1 Sequences of PCR primers Gene
Primer
Nucleotide
No.
Size of PCR
producer(bp)
GenBank
accession No.
Insulin receptor
5′-GTGCTGCTCATGCCCTAAGA -3′
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2 178～2 197
233
J05149
5′-AATGGCCTGTGCTCCTCCTG -3′
2 411～2 392
Insulin receptor
5′-AGCCAGTCTTCATCCAGTTG -3′
793～812
339
g407993
substrate-1
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5′-GCATCTAGAAGAAGGCATG -3′
1 131～1 113
Insulin receptor
5′-CAAGAGTTCCAGCAGTAAC -3′
1 909～1 927
387[3]
substrate-2
5′-TCGCTGGGGGACATGTTGA -3′
2 295～2 277
Phosphatifylino-
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5′-CAGGATCAAGTTGTCAAAGAAGAT -3′
1 853～1 876
230
M60651
sitol 3-kinase
5′-TATGTATTCTTTGCTGTACCGCTC -3′
2 083～2 059
β-actin
5′-TCAGAAGGACTCCTATGTGG -3′
500[4]
, 百拇医药
5′-TCTCTTTGATGTCACGCACG -3′
2 结 果
2.1 RT-PCR的线性化 为了使PCR达到定量分析的目的,必须严格控制反应条件,以使扩增物量随循环次数的增加而呈现指数递增。为此，我们分别摸索了IR,IRS-1,IRS-2,PI-3-kinase 及β-actin的RT-PCR产物不同循环次数下的线性范围，发现β-actin的扩增产物在15～20个循环均为指数递增，而后趋于饱和，而IR,IRS-1,IRS-2,PI-3-kinase的扩增产物在22～27个循环呈指数增长，以后便呈饱和状态。选定PCR的循环数为18，以25～1 000 ng总RNA的反转录产物为模板作PCR，用PCR产物量对投入的总RNA 量作双对数图，以确定两者的线性关系。结果表明，β-actin在25～1 000 ng总RNA时均呈线性。为此，我们选择250 ng总RNA反转录产物作PCR模板，β- actin扩增选择18个循环，其他的扩增选择25个循环。
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2.2 胰岛素受体及其相关底物mRNA的表达 营养因素对胰岛素受体及其相关底物mRNA的表达结果见图1。各实验组间β-actin mRNA水平比较接近，未见明显差异，而高脂组IR,IRS-1,IRS-2,及PI-3-kinase mRNA均较对照组下降，分别为对照组的81%,63%,59%及45%；谷氨酰胺组分别为对照组的90%，76%，82%，72%；小鼠喂以高脂3个月后补加谷氨酰胺其IR,IRS-1,IRS-2,PI-3-kinase 的 mRNA分别为对照组的87%，64%，75%及68%。这与小鼠的胰岛素抵抗状态是基本一致的。尽管IR mRNA的下降幅度较小，为20%左右，但IRS-1，IRS-2及PI-3-kinase mRNA则均有明显下降，其降幅可达40%左右。而高脂加谷氨酰胺组的IR，IRS-1，IRS-2，PI-3-kinase mRNA水平均明显高于高脂组(90% vs 81%, P<0.05； 76% vs 63%, P<0.05; 82% vs 59%, P<0.01; 72% vs 45%, P<0.01)。
, 百拇医药
图1 小鼠肌肉组织中胰岛素受体及其相关底物的mRNA表达水平
Fig 1 Insulin receptor and its relative substrates mRNA levels in muscle of mice
A: Insulin receptor; B: Insulin receptor substrate-1; C: Insulin receptor substrate-2; D: Phosphatidylinositol-3 kinase
*P<0.05, **P<0.01 vs control group
3 讨 论
高脂饮食可致机体产生胰岛素抵抗[5]。我们的研究发现，高脂喂饲C57BL/6J小鼠3个月后，血浆胰岛素水平显著升高，血糖明显上升，机体表现出明显的胰岛素抵抗(资料待发表)。至5.5个月高脂组动物血浆胰岛素明显下降，说明机体β细胞功能严重失代偿。许多研究结果表明，高脂饮食所致机体的胰岛素抵抗与血浆游离脂肪酸(FFA)水平升高有关，高FFA水平一方面通过葡萄糖脂肪酸循环而抑制葡萄糖的氧化利用，血糖升高，促使血中胰岛素水平上升而致高胰岛素血症[6]；另一方面，高FFA水平可直接作用于胰岛β细胞，起初是促进β细胞代偿性增生，促进胰岛素的分泌，产生高胰岛素血症，当胰岛中脂肪增加到一定程度，β细胞失代偿，细胞出现凋亡，数目减少，细胞内胰岛素含量减少[7，8]。因此，高脂饮食及肥胖时胰岛素受体，IRS-1，IRS-2，及PI-3-kinase mRNA表达水平下降，可能是高胰岛素血症所致的降调作用。而近年来亦有研究提示[9]，脂肪酸及其代谢产物可通过PPAR(peroxisome proliferator-activated receptor)而调控机体细胞某些基因的表达，脂肪酸是否对上述基因有直接的调控作用尚待进一步深入研究。
, 百拇医药
Gln多年来一直认为是非必需氨基酸，由于近年来研究发现其能改善机体的负氮平衡，促进蛋白质合成而抑制蛋白质降解，促进胃肠粘膜再生而在肠外营养中倍受青睐。有研究报道，Gln可促进肝糖原的合成，抑制脂肪分解和脂肪的氧化，提示其在体内可产生降糖作用[10]。我们的实验发现，Gln确能使高脂引发的高血糖降低，血浆胰岛素亦有一定程度的降低，提示其对机体的胰岛素抵抗有一定的防治作用。Gln对胰岛素信号转导途径的较早阶段的底物基因表达的影响是通过降低胰岛素水平还是通过其他途径而实现的，尚有待于进一步研究。
作者简介：葛学美(1966～)，男(汉族)，博士，主治医师，现在第二军医大学长征医院营养科
参考文献：
[1]Romieu I, Willet WC, Stampfer MJ, et al. Energy intake and other determinants of relative weight[J]. Am J Clin Nutr, 1988, 47(3):406-412.
, 百拇医药
[2]White MF, Kahn CR. The insulin signalling system[J].J Biol Chem, 1994, 269(1):1-4.
[3]Sun XJ, Pons S, Wang LM, et al . The IRS-2 gene on murine chromosone 8 encodes a unique signalling adaptor for insulin and cytokine action[J]. Mol Endocrinol, 1997, 11(2):251-262.
[4]Yokoi H, Natsuyama S,Iwai M,et al. Non-radioisotopic quantitative RT-PCR to detect changes in mRNA levels during early mouse embryo development[J]. Biochem Biophy Res Com, 1993, 195(2):769-775.
, http://www.100md.com
[5]van Amelsvoot JM, van der Beek A,Stam JJ, et al. Dietary influence on the insulin function in the epididymal fat cell of the Wistar rat. Ⅰ. Effect of the ratio of carbohydrate to fat[J]. Ann Nutr Metab, 1988,32(3):160-168.
[6]McGarry JD. What if Minkowski had been ageusic? An alternative angle on diabetes[J]. Science,1992, 258(5083):766-770.
[7]Unger RH. Lipotoxicity in the pathogenesis of non-insulin-dependent NIDDM[J]. Diabetes, 1995, 44(8):863-870.
, 百拇医药
[8]Lee Y, Hirose H, Zhou YT, et al. Increased lipogenic capacity of the islets of obese rats: a role in the pathogenesis of NIDDM[J]. Diabetes, 1997, 46(3):408-413.
[9]Kim JB, Sarraf P, Wright M, et al. Nutritional and insulin regulation of fatty acid synthetase and leptin gene expression through ADD1/SREBP1[J]. J Clin Invest ,1998, 101(1):1-9.
[10]Opara EC, Petro A, Tevrizian A, et al. L-Glutamine supplementation of a high fat diet reduces body weight and attenuates hyperglycemia and hyperinsulinemia in C57BL/6J mice[J]. J Nutr,1996,126(1):273-279.
收稿日期：1999-07-17
修稿日期：1999-11-29, 百拇医药
单位：葛学美(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)；童本德(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)；郭俊生(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)；赵法(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)；李正银(第二军医大学卫生勤务学系军队卫生学教研室，上海 200433)
关键词：受体；胰岛素；受体底物；谷氨酰胺
第二军医大学学报000227 摘 要：目的：研究不同膳食组成对小鼠肌肉胰岛素受体及其相关底物基因表达的影响。方法：C57BL/6J小鼠分别饲以高脂饮食、高脂加谷氨酰胺饮食、高脂3个月后补加谷氨酰胺饮食以及正常对照饮食，实验期为5.5个月。以反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)分别测定肌肉胰岛素受体(IR)及其受体底物1(IRS-1)、受体底物2(IRS-2)以及磷酸肌醇3激酶(PI-3-kinase) mRNA水平。结果：高脂可使小鼠肌肉IR，IRS-1，IRS-2，PI-3-kinase mRNA水平不同程度下降，分别为正常对照的81%，63%，59%及45%。结论：谷氨酰胺可在一定程度上抑制上述基因mRNA下降的趋势，提示营养因素对机体胰岛素敏感性的影响可能部分是通过影响其胰岛素受体及其一系列相关底物的基因表达而实现的。
, 百拇医药
分类号：R 151 文献标识码：A
文章编号：0258-879X(2000)02-0182-04
Study on expression of insulin receptor and its related substrate genes in the muscle of C57BL/6J mice
fed with different diets
GE Xue-Mei
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
, 百拇医药
TONG Ben-De
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
GUO Jun-Sheng
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
ZHAO Fa-Ji
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
, http://www.100md.com
LI Zheng-Yin
(Department of Military Hygiene, Faculty of Medical Service, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
ABSTRACT：Objective: To investigate the influence of nutrient on the expression of insulin receptor and its related substrate genes in the muscle of mice. Methods:The C57BL/6J mice were divided into 4 groups randomly :(1)Fat,mice on high fat diet;(2)F+G,supplemented with glutamine after 3 month on high fat diet;(3)Gln,high fat with glutamine; (4)Control, normal diet.Each group was fed for 5.5 month. Reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR) was used to determine the mRNA levels of insulin receptor (IR),insulin receptor substrate-1(IRS-1),insulin receptor substrate-2(IRS-2) and phosphatidylinositol 3-kinase(PI-3-kinase).Results: mRNA level of IR,IRS-1,IRS-2,and PI-3 kinase in the mice on high fat diet were lowered to some degree: 81%,63%,59% and 45% that of control. Conclusion: Glutamine can prevent the reduction of the mRNA level of the genes mentioned above in fat group to some extent.The results suggest that nutrient may influence insulin sensitivity of the body through regulation of genes mentioned above.
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KEY WORDS：receptors, insulin; receptor substrates; glutamine▲
近年来越来越多的资料表明，肥胖、胰岛素抵抗及高胰岛素血症是许多慢性疾病的重要危险因素[1]。流行病学调查研究显示，膳食脂肪的含量、种类与肥胖、糖尿病及冠心病的发病密切相关，高饱和脂肪酸的大量摄入可造成肥胖及胰岛素抵抗，而其分子机制至今尚未完全阐明。体内胰岛素生理功能的发挥首先是通过其与靶组织细胞膜表面的受体相结合，受体β亚基发生自身磷酸化，同时激活β亚基内在的酪氨酸蛋白激酶，进而引起胰岛素受体底物1(IRS-1)、底物2(IRS-2)及磷酸肌醇3激酶(PI-3-kinase)的磷酸化[2]。当上述信号转导途径中任一环节发生改变，都可引起机体的胰岛素抵抗。本研究以高脂诱发C57BL/6J小鼠产生胰岛素抵抗及糖尿病，观察其受体及相关底物的基因表达的变化，以及其他营养因素如谷氨酰胺(Gln)对其的影响，旨在阐明营养因素对机体胰岛素敏感性影响的机制。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 材料 4周龄雄性C57BL/6J小鼠(上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供)40只,体质重13～16 g，随机分为4组(n=10)，饲料配方参见AIN93。(1)对照组，饲料脂肪含量(质量)为4%；(2)高脂组，饲料脂肪含量为25%；(3)高脂+Gln(由日本味之素公司提供)组，饲料中含25%脂肪及4%Gln；(4)高脂后补加Gln组，实验前3个月喂高脂饲料，后2.5个月补加4%的Gln。
1.2 总RNA抽提 小鼠饲养5.5个月后断头处死，取后肢肌肉。肌肉总RNA按异硫氰酸胍-苯酚-氯仿一步法抽提,经基因定量分析仪(Gene Comp产品)定量[D(260)/D(280)=1.8～2.0 纯度>99%]。
1.3 反转录-聚合酶链反应(RT-PCR) (1)引物：见表1。 (2)RT：按BRL SuperScript kit(Gibco BRL产品)进行。5 μg总RNA，1 μl Oligo(dT)12～18(0.5 μg/μl)，加DEPC处理水至12 μl，加热70℃ 10 min，冰上冷却1 min；再加10×PCR buffer 2 μl，25 mmol/L MgCl2 2 μl, 10 mmol/L dNTP 1 μl，0.1 mol/L DTT 2 μl 混匀，42℃ 5 min；加SuperScript Ⅱ RT 1 μl，混匀， 42℃ 50 min，70℃ 5 min终止反应。(3) PCR：PCR反应体系50 μl，10×PCR buffer 5 μl,引物各1 μl，cDNA 1 μl，9.25×105 Bq α-32P-dATP, Tag酶 1.25 U,加水至50 μl，在PTC-200 PCR仪上扩增(Gene Comp产品)。首先94℃变性10 min，以后每次循环包括94℃变性1 min；58℃退火1 min，72℃延伸1 min，最后一次循环结束后，于72℃延伸10 min。 8 μl PCR反应液用5%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后,将胶抽干,于-80℃放射自显影并扫描定量。
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表1 PCR引物序列
Tab 1 Sequences of PCR primers Gene
Primer
Nucleotide
No.
Size of PCR
producer(bp)
GenBank
accession No.
Insulin receptor
5′-GTGCTGCTCATGCCCTAAGA -3′
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2 178～2 197
233
J05149
5′-AATGGCCTGTGCTCCTCCTG -3′
2 411～2 392
Insulin receptor
5′-AGCCAGTCTTCATCCAGTTG -3′
793～812
339
g407993
substrate-1
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5′-GCATCTAGAAGAAGGCATG -3′
1 131～1 113
Insulin receptor
5′-CAAGAGTTCCAGCAGTAAC -3′
1 909～1 927
387[3]
substrate-2
5′-TCGCTGGGGGACATGTTGA -3′
2 295～2 277
Phosphatifylino-
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5′-CAGGATCAAGTTGTCAAAGAAGAT -3′
1 853～1 876
230
M60651
sitol 3-kinase
5′-TATGTATTCTTTGCTGTACCGCTC -3′
2 083～2 059
β-actin
5′-TCAGAAGGACTCCTATGTGG -3′
500[4]
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5′-TCTCTTTGATGTCACGCACG -3′
2 结 果
2.1 RT-PCR的线性化 为了使PCR达到定量分析的目的,必须严格控制反应条件,以使扩增物量随循环次数的增加而呈现指数递增。为此，我们分别摸索了IR,IRS-1,IRS-2,PI-3-kinase 及β-actin的RT-PCR产物不同循环次数下的线性范围，发现β-actin的扩增产物在15～20个循环均为指数递增，而后趋于饱和，而IR,IRS-1,IRS-2,PI-3-kinase的扩增产物在22～27个循环呈指数增长，以后便呈饱和状态。选定PCR的循环数为18，以25～1 000 ng总RNA的反转录产物为模板作PCR，用PCR产物量对投入的总RNA 量作双对数图，以确定两者的线性关系。结果表明，β-actin在25～1 000 ng总RNA时均呈线性。为此，我们选择250 ng总RNA反转录产物作PCR模板，β- actin扩增选择18个循环，其他的扩增选择25个循环。
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2.2 胰岛素受体及其相关底物mRNA的表达 营养因素对胰岛素受体及其相关底物mRNA的表达结果见图1。各实验组间β-actin mRNA水平比较接近，未见明显差异，而高脂组IR,IRS-1,IRS-2,及PI-3-kinase mRNA均较对照组下降，分别为对照组的81%,63%,59%及45%；谷氨酰胺组分别为对照组的90%，76%，82%，72%；小鼠喂以高脂3个月后补加谷氨酰胺其IR,IRS-1,IRS-2,PI-3-kinase 的 mRNA分别为对照组的87%，64%，75%及68%。这与小鼠的胰岛素抵抗状态是基本一致的。尽管IR mRNA的下降幅度较小，为20%左右，但IRS-1，IRS-2及PI-3-kinase mRNA则均有明显下降，其降幅可达40%左右。而高脂加谷氨酰胺组的IR，IRS-1，IRS-2，PI-3-kinase mRNA水平均明显高于高脂组(90% vs 81%, P<0.05； 76% vs 63%, P<0.05; 82% vs 59%, P<0.01; 72% vs 45%, P<0.01)。
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图1 小鼠肌肉组织中胰岛素受体及其相关底物的mRNA表达水平
Fig 1 Insulin receptor and its relative substrates mRNA levels in muscle of mice
A: Insulin receptor; B: Insulin receptor substrate-1; C: Insulin receptor substrate-2; D: Phosphatidylinositol-3 kinase
*P<0.05, **P<0.01 vs control group
3 讨 论
高脂饮食可致机体产生胰岛素抵抗[5]。我们的研究发现，高脂喂饲C57BL/6J小鼠3个月后，血浆胰岛素水平显著升高，血糖明显上升，机体表现出明显的胰岛素抵抗(资料待发表)。至5.5个月高脂组动物血浆胰岛素明显下降，说明机体β细胞功能严重失代偿。许多研究结果表明，高脂饮食所致机体的胰岛素抵抗与血浆游离脂肪酸(FFA)水平升高有关，高FFA水平一方面通过葡萄糖脂肪酸循环而抑制葡萄糖的氧化利用，血糖升高，促使血中胰岛素水平上升而致高胰岛素血症[6]；另一方面，高FFA水平可直接作用于胰岛β细胞，起初是促进β细胞代偿性增生，促进胰岛素的分泌，产生高胰岛素血症，当胰岛中脂肪增加到一定程度，β细胞失代偿，细胞出现凋亡，数目减少，细胞内胰岛素含量减少[7，8]。因此，高脂饮食及肥胖时胰岛素受体，IRS-1，IRS-2，及PI-3-kinase mRNA表达水平下降，可能是高胰岛素血症所致的降调作用。而近年来亦有研究提示[9]，脂肪酸及其代谢产物可通过PPAR(peroxisome proliferator-activated receptor)而调控机体细胞某些基因的表达，脂肪酸是否对上述基因有直接的调控作用尚待进一步深入研究。
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Gln多年来一直认为是非必需氨基酸，由于近年来研究发现其能改善机体的负氮平衡，促进蛋白质合成而抑制蛋白质降解，促进胃肠粘膜再生而在肠外营养中倍受青睐。有研究报道，Gln可促进肝糖原的合成，抑制脂肪分解和脂肪的氧化，提示其在体内可产生降糖作用[10]。我们的实验发现，Gln确能使高脂引发的高血糖降低，血浆胰岛素亦有一定程度的降低，提示其对机体的胰岛素抵抗有一定的防治作用。Gln对胰岛素信号转导途径的较早阶段的底物基因表达的影响是通过降低胰岛素水平还是通过其他途径而实现的，尚有待于进一步研究。
作者简介：葛学美(1966～)，男(汉族)，博士，主治医师，现在第二军医大学长征医院营养科
参考文献：
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收稿日期：1999-07-17
修稿日期：1999-11-29, 百拇医药