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2型糖尿病(T2DM)作为一种代谢性疾病,已成为日益严重的公共健康问题[1]。越来越多的研究发现,机体的能量代谢与生殖功能密切相关,互相产生影响。下丘脑合成的促性腺激素释放激素(gonadotropin releasing hormone,GnRH)和促性腺激素抑制激素(gonadotropin inhibitory hormone,GnIH)是调节生殖的关键激素。在外周与代谢和生殖联系密切的组织器官中,均发现了GnRH和GnIH受体的表达。本研究团队的郭建华在大鼠胰腺原位灌注实验中,发现GnRH在高糖条件下促进胰高血糖素的分泌,此外GnIH还具有调节摄食的作用。上述研究发现表明,GnRH和GnIH可能与调节能量代谢的关键器官-胰腺有联系。因此,本课题组从GnRH和GnIH两方面入手,对其与胰岛细胞的作用进行了研究。第一部分,GnRH对胰岛细胞的作用研究。我们采用实时定量PCR和Western blot方法,发现GnRH的受体GnRHR在小鼠胰岛alpha细胞系alpha TC1-6和beta细胞系beta TC-6中均有表达。然后对GnRH是否在高糖条件下促进β细胞去分化及转分化为α细胞,进而导致胰高血糖素水平的增加进行了检测。实验结果表明GnRH在高糖高脂条件下,无论是对胰岛beta TC-6细胞系还是胰岛的原代β细胞,均未使β细胞特征性的转录因子NKX6.1在细胞内的定位和表达量发生变化。GnRH对alpha TC1-6和beta TC-6细胞也均无促进增殖的作用。第二部分,GnIH对胰岛细胞的作用研究。我们首先采用实时定量PCR的方法,发现GnIH受体(GPR147)的mRNA,在小鼠alpha TC1-6和beta TC-6细胞中均有表达,免疫组织化学染色也发现了GPR147在两种细胞中的蛋白表达。再用荧光探针原位杂交和免疫荧光的方法检测到GPR147的mRNA,在alpha TC1-6细胞中有表达,而且GPR147和glucagon在细胞中共定位。采用细胞增殖试剂盒(CCK-8)检测GnIH(哺乳动物中称为RFRP-3)对alpha TC1-6细胞增殖的作用,发现其在高糖和血清饥饿的条件下促进了细胞的存活。磷酸化蛋白检测发现,GnIH促进了p-AKT和p-ERK 1/2蛋白的表达,在给予AKT的抑制剂(MK2206)和ERK 1/2的抑制剂(PD98059)后,GnIH促进alpha TC1-6细胞存活的作用消失,给予GPR147的拮抗剂RF9后,阻断了PI3K/AKT和ERK1/2通路的激活。ELISA法检测alpha TC1-6细胞胰高血糖素的分泌,无论低糖组或高糖组,以及给予GnIH后,各组之间均无显著性差异。实验还发现在高糖高脂条件下,GnIH也能促进beta TC-6细胞的增殖,但对PI3K/AKT和ERK1/2信号通路没有作用。对beta TC-6细胞去分化的检测发现,GnIH对β细胞特征性的转录因子NKX6.1和PDX1的定位分布均未产生影响。GnIH均促进了PCNA在alpha TC1-6和beta TC-6细胞中的表达。综上所述,小鼠胰岛细胞系beta TC-6在高糖高脂条件下较难发生去分化,但大鼠胰岛的原代β细胞,在高糖高脂条件下部分能发生去分化改变,GnRH和GnIH对上述两种细胞的去分化均无作用。GnIH促进了小鼠胰岛细胞系alpha TC1-6和beta TC-6细胞的增殖,前者通过激活PI3K/AKT和ERK1/2信号途径发挥作用,后者则不通过此信号途径。本研究揭示了GnRH和GnIH在外周组织胰岛及其细胞系中的表达和部分作用,为今后进一步研究二者对胰岛原代细胞及细胞系的更多作用打下了基础。