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背景与目的:蛋白磷酸酶2A(protein phosphatases 2A,PP2A)是一种真核细胞中主要的丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶,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生理病理过程。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的减少,而胰岛素分泌缺陷作为糖尿病发病机制之一,这就预示着PP2A可能与糖尿病发生、发展有关。在体特异性失活胰岛β细胞PP2Ac基因对小鼠糖代谢的影响得以进入我们的研究视野。本研究旨在建立胰岛β细胞特异性失活PP2ACα基因小鼠模型,动态观察动物模型血糖水平,并初步探讨PP2ACα在2型糖尿病发生发展中的作用。方法:通过工具鼠Ins2-Cre与PP2Acαflox/flox小鼠交配,获得胰岛β细胞特异性失活 PP2Acα 基因小鼠(PP2Acαflox/flox:Ins2-Cre),用 PCR 和 Western Blot鉴定PP2Acα基因第二外显子敲除小鼠(KO)。分别在2、3、4月龄时行腹腔注射葡萄糖耐量试验(Intraperitoneal Glucose Tolerance Test,IPGTT),以PP2Acαflox/flox 和 PP2Acαflox/+:Ins2-Cre 小鼠为对照(n = 8),测 0min、30min、60min和120min血糖。用葡萄糖氧化酶试纸法测定小鼠空腹血糖(FPG),测定空腹胰岛素(FINS)采用放射免疫法,并通过公式计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR,FINS ×FPG/22.5)及胰岛 β 细胞功能指数(HOMA-β,20×FINS/FPG-3.5)。分别取两组4月龄(KO组小鼠出现糖耐量受损)小鼠胰腺后石蜡包埋,行5 μm连续切片。用HE染色、免疫组化(insulin/glucagon)、免疫荧光染色(insulin)、Masson染色等观察PP2Acα基因失活对胰岛形态、大小、数量、insulin/glucagon分布及表达和胰岛纤维化的影响。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、Bcl-2、Bax、Akt、Leptin、Caspase-3等与胰岛素合成、细胞增殖及凋亡相关基因表达水平。结果:PCR结果显示:PP2Acα转录本在KO小鼠短于对照小鼠;Western Blot结果表明KO小鼠胰岛中PP2Ac蛋白水平较对照小鼠显著下降(2.25 ±0.17 vs.2.97±0.16,P<0.05)。IPGTT结果显示:2月龄KO小鼠0min、30min、60 min 和 120 min 血糖值分别为 79 ± 10 mg/dL、235 ± 36 mg/dL、152 ± 17 mg/dL 和 105 ± 11 mg/dL,PP2Acα flox/flox 小鼠四点血糖值分别为 82 ± 11 mg/dL、219 ± 45 mg/dL、152 ± 36 mg/dL 和 95 ± 11 mg/dL,PP2Acα flox/+:Ins2-Cre小鼠四点血糖值分别为97±23 mg/dL、232±43 mg/dL、151± 18mg/dL和107±15 mg/dL。三组小鼠血糖无明显差异(P>0.05)。3月龄KO小鼠0min、30 min、60 min 和 120 min 血糖值分别为 87 ± 21 mg/dL、244 ± 42 mg/dL、154 ± 19 mg/dL和105 ±20 mg/dL,PP2Acαflox/flox小鼠四点血糖值分别为87± 15 mg/dL、219 ± 45 mg/dL、156 ± 38 mg/dL 和 98 ± 16 mg/dL,PP2Acα flox/+:Ins2-Cre 小鼠四点血糖值分别为 118 ± 22 mg/dL、250 ± 34 mg/dL、164 ± 31 mg/dL 和 106 ± 14 mg/dL。三组小鼠血糖无明显差异(P>0.05)。4月龄KO小鼠0min、30min、60 min 和 120 min 血糖值分别为 92 ± 21 mg/dL、449 ± 84 mg/dL、366 ± 78 mg/dL 和 185 ± 41 mg/dL,PP2Acα flox/flox小鼠四点血糖值分别为 86 ± 22 mg/dL、202 ± 66 mg/dL、153 ± 42 mg/dL 和 98 ± 23 mg/dL,PP2Acα flox/+:Ins2-Cre小鼠四点血糖值分别为 122 ± 14 mg/dL、243 ± 42 mg/dL、155 ± 19 mg/dL 和 108± 19 mg/dL。在30 min、60 min和120 min时KO组小鼠血糖较对照组小鼠均有明显升高(P<0.05)。4月龄KO小鼠与对照组比较HOMA-IR无差异(4.6± 0.8 vs.4.4 ± 0.6,P>0.05)及 HOMA-β 无差异(172 ± 16 vs.164 ± 14,P>0.05)。比较KO与对照小鼠胰岛的数量(266 ±123 vs.245 ±67)、大小(1922 ±731 vs.1958 ± 1236)统计学无差异(P>0.05),胰岛免疫组化显示两组insulin/glucagon分布表达无差异,Masson染色未见胰岛纤维化。两组小鼠胰岛insulin荧光强度统计学未见差异(160 ± 24 vs.81.3 ± 29.3,＞ 0.05)。GSIS试验提示KO小鼠胰岛低糖刺激时胰岛素分泌与对照组比较未见统计学差异(0.21± 0.08 vs.0.23 ± 0.1,P>0.05);高糖刺激后胰岛素分泌较对照组明显减少统计学有差异(0.50 ± 0.16 vs.0.82 ± 0.15,P<0.05)。KO组及对照组mRNA相对表达量:Caspase-3(1.55±0.78 vs.1.01 ±0.19)、Bax(2.19±0.57vs.1.04±0.40)、Leptin(1.06 ± 0.57 vs.1.02 ± 0.26)、Bc1-2(2.99 ± 0.68 vs.1.07 ± 0.22)、Akt(2.52 ± 1.16 vs.1.03 ± 0.33)、INS-1(2.59 ± 1.42 vs.1.14 ± 0.64)两组比较均无统计学差异(P>0.05)。结论:成功获得基因型为PP2Acαflox/flox:Ins2-Cre的胰岛β细胞特异性失活PP2Acα基因小鼠模型;与对照组比较,4月龄PP2Acαflox/flox:Ins2-Cre小鼠糖耐量受损;PP2Acαflox/flox：Ins2-Cre小鼠胰岛高糖刺激的胰岛素分泌较对照组小鼠明显较少。