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背景与目的:蛋白磷酸酶2A(protein phosphatases 2A,PP2A)是丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶家族的主要成员之一,主要存在于真核细胞中。PP2A通过对蛋白质丝氨酸/苏氨酸去磷酸化作用,参与到调节细胞代谢、细胞分化及凋亡、信号转导、细胞骨架及肿瘤发生等多种病理生理过程中。体外研究表明胰岛β细胞PP2Ac基因敲除导致葡萄糖刺激的胰岛素分泌减少,我们前期实验发现:在体特异性敲除胰岛β细胞PP2Acα基因导致4月龄小鼠糖耐量异常。本研究旨在探讨特异性失活PP2Acα小鼠糖耐量异常的机制。方法:特异性敲除胰岛β细胞PP2Acα小鼠(基因型:PP2Acαflox/flox:Ins2-Cre,KO,n=12)及对照小鼠(基因型:PP2Acαflox/flox和 PP2Acα flox/+:Ins2-Cre,CON,n=12)SPF级条件下饲养。在4月龄时行腹腔注射葡萄糖耐量试验(Intraperitoneal Glucose Tolerance Test,IPGTT),测小鼠空腹血糖(Fasting blood glucose,FBG)及糖负荷后 30 min、60 min 和 120 min 血糖,采用 ELISA 测定空腹胰岛素(Fasting insulin,FINS)及糖负荷 2 min、10 min、30min、60 min 和120 min胰岛素:行胰岛素耐量实验,分别测空腹血糖及腹腔注射胰岛素后15 min、30 min、45 min、60 min和120min血糖水平,评估胰岛素抵抗程度。分别取两组4月龄小鼠胰腺石蜡包埋后行5 μm连续切片。分别用H&E染色(Hematoxylin-Eosin staining)、免疫组化和免疫荧光染色、原位末端转移酶标记技术(Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP-biotin nick end labeling assay,TUNEL)等观察胰岛β细胞特异性PP2Acα基因失活对胰岛形态(insulin/glucagon)、大小、数量及胰岛β细胞凋亡的影响。分离小鼠胰岛,体外培养后行葡萄糖刺激的胰岛素分泌(Glucose Stimulated Insulin Secretion,GSIS)实验,观察胰岛素分泌情况。qRT-PCR检测两组小鼠胰岛Ins-1、Ins-2、TRPA1、Akt、Bcl-2、Bax、Caspase-3等与胰岛素合成分泌、β细胞增殖及凋亡相关基因表达水平。结果:4月龄KO小鼠与CON小鼠FBG未见明显差异(88±23.7 vs.84±27.1 mg/dL,P>0.05),KO 组小鼠在糖负荷后 30 min(424±71.8 vs.272±62.3 mg/dL,P<0.05)、60 min(341±98.9 vs.177±51.7 mg/dL,P<0.05)和 120 min(179±57.2vs.101±29.2mg/dL,P<0.05)血糖均显著高于 CON 组小鼠;两组小鼠 FINS(0.45±0.17 vs.0.48±0.20 μg/L,P>0.05)及糖负荷后 2 min(0.69±0.20 vs.1.10±0.29 μg/L,P>0.05)、10 min(0.85±0.20 vs.1.36 ± 0.38 μg/L,P>0.05)、60 min(1.24±0.29 vs.1.84±0.51 μg/L,P>0.05)和 120 min(0.66±0.28 vs.0.88±0.18 μg/L,P>0.05)胰岛素分泌水平未见明显差异;但糖负荷后30 min KO组小鼠胰岛素分泌较CON组小鼠明显减少(1.03±0.18 vs.2.23±0.44 μg/L,P<0.05);两组小鼠空腹血糖(188±29.1 vs.164±26.6 mg/dL,P>0.05)及腹腔注射胰岛素后 15 min(157±36.0 vs.117±61.8 mg/dL,P>0.05)、30 min(127 ±47.9 vs.91±39.6 mg/dL,P>0.05)、45 min(100±48.4 vs.102±36.9 mg/dL,P>0.05)、60min(112±31.9 vs.106±49.9 mg/dL,P>0.05)、120 min(105±39.8 vs.111±27.1 mg/dL,P>0.05)血糖水平无明显差异。两组小鼠胰岛数量(263±50 vs.240±66个,P>0.05)、胰岛大小(2275±457 vs.2266±400μm2,P>0.05)均未见显著差异;免疫组化显示两组insulin/glucagon分布表达无差异;免疫荧光结果提示两组小鼠胰岛insulin荧光强度统计学未见差异(120.5±21 vs.90±24.3,P>0.05);GSIS实验结果表明KO小鼠胰岛低糖(5.5 mmol/L)刺激时胰岛素分泌与对照组比较未见统计学差异(0.22±0.05 vs.0.28±0.02 μIU/L,P>0.05);但高糖刺激(16.7 mmol/L)后胰岛素分泌较对照组明显减少(0.42±0.1 vs.0.81±0.06 μIU/L,P<0.05);qRT-PCR 结果提示 KO 组及 CON 组Caspase-3(0.922±0.917 vs.1.00±0.075,P>0.05)、Bax(0.51±0.37 vs.1.00 ±0.795,P>0.05)、Bcl-2(0.865±0.218 vs.1.00±0.445,P>0.05)、Akt(1.389±0.603 vs.1.00±0.11,P>0.05)、Ins-1(0.979 ± 0.982 vs.1.00±0.578,P>0.05)、Ins-2(2.66±2.486 vs.1.00±0.862,P>0.05)和 Epac-2(0.747±0.559 vs.1.00±0.348,P>0.05)mRNA相对表达量无统计学差异;KO组小鼠胰岛TRPA1mRNA表达量较对照组小鼠减少(0.579±0.099 vs.1.00±0.236,P<0.05)。结论:条件性失活胰岛β细胞PP2Acα小鼠糖耐量受损很可能与胰岛β细胞胰岛素分泌功能下降有关。