随着社会经济的发展和人民生活方式的改变以及人口老龄化,2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的发病率在全球范围内呈逐年增加趋势,尤其在发展中国家和部分发达国家增长速度更快。中国更是糖尿病大国。临床上T2DM患者常并发眼、肾、神经、心血管等多脏器的慢性损害。T2DM患者通常合并超重和肥胖,更多伴有中心性肥胖,其产生的危害更严重。因此关注糖尿病人群的肥胖问题,特别对脂肪的研究和干预成为目前研究的热点。脂肪组织可以细化为三种类型,即米色脂肪、棕色脂肪(BAT)、白色脂肪(WAT),其中棕色脂肪组织和白色脂肪组织在体内的分布和功能存在显著差异。棕色脂肪主要分布于人体的肩胛骨、颈背部、腋窝、纵膈及肾脏周围,主要通过非颤栗产热(non-shivering thermogenesis,NST)维持体温平衡并改善胰岛素抵抗。白色脂肪棕色化也是目前治疗T2DM和肥胖症的热点。因此,研究棕色脂肪与成人代谢指标之间的关系将为肥胖及代谢疾病的防治提供新的治疗策略。经典的白色脂肪广泛分布于体内皮下组织和内脏组织周围,作为重要的储能位点储存三酰甘油(TAG)以供机体需要时使用。腹部脂肪主要为白色脂肪,其在糖尿病和肥胖相关疾病的发生中起着重要作用。同皮下脂肪相比,人体内脏脂肪增加更容易引起高血压、糖脂代谢紊乱等一系列不良状况的产生。通过实验分析发现,内脏脂肪的生成性、分解性更强,经过长期积累,容易生成多种对人体生长发育产生不良影响的产物,如脂肪酸、脂肪分解物等,并穿过门静脉,最终流入至肝脏内,增强糖异生和脂肪合成,引起胰岛素抵抗,最终导致高血脂和T2DM的发生。利拉鲁肽(Liraglutide)即胰高血糖素样肽 1(Glucogon like peptide-1,GLP-1)相似物。通常情况下,存在于盲肠、空肠之内的L细胞会分泌大量的GLP-1,利用胃肠-胰岛轴对饭后胰高血糖素、胰岛素的分泌量进行调控,其具备多种功能,如控制胰高血糖素的分泌量、增加饱腹感、抑制胃排空速率等,对人体机能具有积极的促进作用,在与脂肪组织代谢紊乱有关疾病的治疗过程中具有十分重要的实际价值与现实意义。目前利拉鲁肽对T2DM合并肥胖患者腹部脂肪尤其是内脏脂肪、肝脏脂肪的影响尚不十分清楚,且其对白色脂肪细胞分化及白色脂肪棕色化的影响及其机制更有待进一步研究。本研究主要探索成人棕色脂肪的分布及活性与代谢指标之间的关系;比较GLP-1类似物利拉鲁肽和甘精胰岛素治疗后,在控制血糖的同时对T2DM合并肥胖患者脂代谢、胰岛功能及内脏脂肪体积、肝脏脂肪含量的影响;观察利拉鲁肽对白色脂肪细胞分化和白色脂肪棕色化的影响并探讨其潜在的机制,为T2DM合并肥胖症患者的治疗提供新的治疗思路。一、成人棕色脂肪与代谢性指标的相关性研究[目的]检测成人体内BAT的分布、体积及活性,探究其对体重指数(BMI)、空腹血糖(FBG)、总胆固醇(TC)、尿酸(UA)等代谢指标的影响,为肥胖及代谢性疾病的防治提供新的治疗靶点。[方法]回顾性分析5009例18F-FDG PET/CT受检者图像资料,采用半定量方法比较PET/CT图像并对图像上显影的BAT进行量化,探讨BAT的检出率、体积、活性与血糖、血脂、UA等代谢指标间的相互关系,分析BAT的检出率、体积、活性的影响因素。[结果]1.BAT阳性组中,冬春季BAT检出率、体积、活性明显高于夏秋季。2.BAT阳性组中女性受试者所占的比例显著高于BAT阴性组,且BAT阳性组的平均年龄、BMI、FBG、TG、TC、LDL-C和UA水平均显著低于BAT阴性组。3.logistic回归分析显示,检查季节、性别、年龄、BMI、FBG、TG及LDL-C水平是BAT检出率的独立影响因素。4.多重线性回归显示,在BAT阳性者中,性别和FBG水平是BAT体积和活性的独立影响因素。[结论]成人体内BAT的检出率、体积和活性与BMI、血糖、血脂、尿酸等多个代谢指标有关,且BAT的检出受性别、季节、年龄、BMI、血糖、血脂等多重因素影响,增加BAT体积和活性,改善糖脂代谢,将为肥胖及代谢疾病的防治提供新的治疗策略。二、GLP-1类似物在2型糖尿病合并肥胖患者腹部脂肪变化中的作用和临床意义[目的]观察比较人GLP-1类似物利拉鲁肽和甘精胰岛素治疗后,2型糖尿病合并肥胖患者腹部脂肪及代谢指标的变化,探讨GLP-lRAs在控制血糖的同时对患者脂代谢、胰岛功能及内脏脂肪体积、肝脏脂肪含量的影响。[方法]选取2013年1月至2014年12月在苏州大学附属第一医院内分泌科就诊的132例初诊2型糖尿病合并超重或肥胖患者行腹部CT检查检测其腹部脂肪体积(TAT)、内脏脂肪体积(VAT)及皮下脂肪体积(SAT),分析内脏脂肪的影响因素。2015年6月至2017年12月在苏州大学附属第一医院内分泌科就诊198例初诊2型糖尿病合并超重或肥胖患者行腹部MR检查检测肝脏脂肪含量(LFVF)。观察在二甲双胍治疗的基础上分别联合利拉鲁肽(利拉鲁肽组)或者甘精胰岛素(甘精胰岛素组)治疗六个月后,患者腰围、BMI、FBG、糖化血红蛋白(HbAlc)、TC、TG、LDL-C、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、胰岛功能、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)及TAT、VAT、SAT、LFVF的变化。[结果]1.利拉鲁肽治疗组,2型糖尿病合并超重或肥胖患者FBG、HbAlc、BMI、腰臀比(WHR)、空腹胰岛素(FINS)及TC、TG、LDL-C的水平低于治疗前。2.利拉鲁肽治疗后,2型糖尿病合并超重或肥胖患者胰岛素抵抗得到明显改善且TAT和VAT明显低于治疗前,而皮下脂肪体积有下降趋势;LFVF较治疗前显著下降。3.与甘精胰岛素治疗组相比,利拉鲁肽治疗组使2型糖尿病合并超重或肥胖患者HbAlc、BMI、WHR、FINS 及 LDL-C、HOMA-IR、HOMA-β、TAT、VAT、VAT/SAT 及 LFVF下降水平更显著。[结论]对T2DM合并肥胖的患者,在制定降糖方案的同时,减少内脏脂肪体积对血糖的控制和胰岛素抵抗的改善具有重要的作用。与甘精胰岛素治疗组相比,利拉鲁肽在降低患者血糖水平的同时,能显著减轻体重,减少内脏脂肪体积和肝脏脂肪体积,促进腹部脂肪的重新分布,进而使因肥胖而造成的炎症以及各种疾病得到减少,并且降低对胰岛素的抵抗,可以有效降低T2DM合并肥胖患者产生并发症的概率、改善人体血糖与血脂等一系列紊乱状况,减少并发症的发生。三、GLP-1类似物对脂肪细胞分化的影响和机制探讨[目的]研究利拉鲁肽对白色脂肪细胞分化及白色脂肪棕色化的影响,探讨其潜在的机制。[方法]1.白色脂肪细胞分化成功的表型和基因表达:运用IBMX、DEX、Insulin诱导分化将前脂肪细胞诱导分化成3T3-L1,观察第0、5、10天分化过程中脂滴聚集情况。Q-PCR检测第0、3、6、9天分化细胞Ucp1、Cidea、Ap2、Pparγ、Glp-1R的基因表达量。蛋白免疫印迹法(westernblot,WB)检测第0、3、6、9天分化细胞p-ACC、FAS、SCD1等蛋白表达量并定量。2.利拉鲁肽对白色脂肪细胞脂肪生成和棕色化的影响:将1nM、10 nM、100 nM、1000 nM利拉鲁肽随着前脂肪细胞至分化第6天每隔48小时和诱导剂一起处理白色分化细胞。油红染色观察对照组和不同浓度利拉鲁肽处理组3T3-L1分化第6天的脂滴情况。Q-PCR检测3T3-L1分化第6天不同浓度利拉鲁肽处理组Fgf21,脂肪合成相关基因Ap2、Pparγ、Scd1,棕色脂肪细胞特征性基因Ucp1、Prdm16的mRNA相对表达量。WB检测3T3-L1分化第6天不同浓度利拉鲁肽处理组的 FAS、SCD1、PERILIPIN、phospho-PPARγ273 和 UCP1 蛋白表达量。3.利拉鲁肽促进白色脂肪细胞脂肪生成和棕色化的机制:将1nM、10 nM、100 nM、1000 nM利拉鲁肽随着前脂肪细胞至分化第6天每隔48小时和诱导剂一起处理白色分化细胞。WB 检测 p-m TOR、t-m TOR、p-AMPK、t-AMPK、p-ACC、ACC、p-YAP、t-YAP、p-CREB、t-CREB、p-ERK、ERK 蛋白表达量并定量。[结果]1.与对照组相比,利拉鲁肽处理组白色脂肪分化细胞内聚集更多脂滴并且随着利拉鲁肽浓度的上升脂滴聚集越来越多。2.与对照组相比,利拉鲁肽处理组减少FGF21表达量而脂肪合成相关基因Ap2,Pparγ,Scd1均上升。3.利拉鲁肽可增加棕色脂肪特征性基因Ucp1和Prdm16表达量且呈剂量依赖性。在蛋白水平上,利拉鲁肽处理组FAS、SCD1、PERILIPIN、PPARγ273磷酸化位点以及解偶联蛋白UCP1表达量均上升。4.与对照组相比,利拉鲁肽上调CREB、ERK、YAP磷酸化水平,且下调AMPK磷酸化位点172和ACC蛋白磷酸化水平、上调mTOR磷酸化位点2448,通过这一结果我们猜测利拉鲁肽通过AMPK/mTOR通路促进白色脂肪棕色化。[结论]1.GLP-1R在白色脂肪细胞分化早期表达量较高,随着分化天数增加表达量下降。2.利拉鲁肽促进白色脂肪细胞早期分化和白色脂肪棕色化并呈剂量依赖型。3.无论从基因水平还是蛋白水平,利拉鲁肽通过上调CREB、ERK、YAP磷酸化水平进而增加PPARγ转录因子表达促进白色脂肪细胞早期分化,并可能通过AMPK/mTOR通路促进白色脂肪棕色化。