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随着非典型抗精神病药物的广泛应用,其引起的体重增加、糖尿病、血脂异常等代谢方面的副反应逐渐受到关注。但是不同药物影响体重、血糖和血脂代谢的机制或有差异。非典型抗精神病药物中,氯氮平和奥氮平对体重、血糖和血脂的影响最大,喹硫平和利培酮的影响次之,阿立哌唑和齐拉西酮的影响最小。考虑到胰岛素同时在体重调控、血糖和血脂代谢过程中发挥重要作用,因此研究不同非典型抗精神病药物对胰岛细胞胰岛素分泌的影响及可能的机制很有意义。我们的前期体外实验证实了氯氮平对胰岛细胞的直接作用,而利培酮对胰岛细胞影响较小,但这些药物影响胰岛素分泌的具体机制尚不清楚。目的：通过本研究深入探讨氯氮平和利醅酮影响体外培养大鼠胰岛细胞胰岛素分泌的可能机制,探讨氯氮平及其代谢产物是否通过影响胰岛细胞胞膜葡萄糖转运蛋白2表达而影响胰岛素分泌,是否通过影响胰岛细胞胞膜ATP敏感性钾通道及钙内流而影响胰岛素分泌。方法：利用细胞培养技术,分离培养大鼠胰岛细胞,在一定的葡萄糖浓度(5.5mmol/L)条件下,以1μmol/L氯氮平、去甲基氯氮平、N—氧化氯氮平、利培酮分别作用于体外培养的大鼠胰岛细胞,并设空白对照组进行比较。①不同作用时间(1h或4h或48h)下,以放射免疫法测定培养上清液中胰岛素的浓度。②以1μmol/L氯氮平、去甲基氯氮平、N—氧化氯氮平、利培酮分别作用于体外培养的大鼠胰岛细胞,温育48小时,用逆转录-聚合酶链反应测定GLUT2mRNA表达,利用免疫印迹技术测定GLUT2蛋白表达,并将胰岛细胞胞膜GLUT2mRNA相对表达量与相应胰岛素分泌量进行Pearson相关分析。③以1μmol/L氯氮平、去甲基氯氮平、N—氧化氯氮平、利培酮分别作用于体外培养的大鼠胰岛细胞,温育48小时,用逆转录-聚合酶链反应测定Kir6.2和SUR1mRNA相对表达量,并将胰岛细胞胞膜Kir6.2和SUR1mRNA目对表达量与相应胰岛素分泌量进行Pearson相关分析。以Fluo-4/AM为荧光探针,利用激光共聚焦显微镜扫描技术对各组药物作用48h后胰岛细胞胞内钙荧光强度进行比较,并比较5mmol/L乙酰胆碱干预后各组大鼠胰岛细胞胞内钙荧光强度的平均值的差异。各组数据均用SPSS15.0进行统计分析。结果：①在一定葡萄糖浓度(5.5mmol/L)条件下,作用1h,氯氮平组、去甲基氯氮平组、N—氧化氯氮平组和利培酮组各组胰岛素分泌与对照组比较,差异无显著性意义(P>0.05)；作用4h,氯氮平组的胰岛素分泌量低于对照组,差异有显著性意义(P=0.022<0.05)；去甲基氯氮平组的胰岛素分泌量也低于对照组,但差异无显著性意义(P=0.081>0.05),N—氧化氯氮平组和利培酮组的胰岛素分泌量与对照组比较,差异无显著性意义(P>0.05)。作用48h,氯氮平组的胰岛素分泌量明显低于对照组,差异有极显著性意义(P=0.007<0.01)；去甲基氯氮平组的胰岛素分泌量也低于对照组,但差异无显著性意义(P=0.154>0.05),N—氧化氯氮平组和利培酮组的胰岛素分泌量与对照组比较,差异无显著性意义(P>0.05)。②氯氮平组GLUT2mRNA相对表达量小于对照组,差异有显著性意义(P=0.017<0.05)；去甲基氯氮平组GLUT2mRNA相对表达量也小于对照组,但差异无显著性意义(P=0.182>0.05);N-氧化氯氮平组和利培酮组GLUT2mRNA相对表达量与对照组比较,差异无显著性意义(P>0.05)。氯氮平组GLUT2蛋白相对表达量小于对照组,差异有显著性意义(P=0.035<0.05),去甲基氯氮平组GLUT2蛋白相对表达量也小于对照组,但差异无显著性意义(P=0.294>0.05),N-氧化氯氮平组和利培酮组GLUT2蛋白相对表达量与对照组比较,差异无显著性意义(P>0.05)。同时,Pearson相关分析结果提示,体外培养大鼠胰岛细胞胞膜GLUT2mRNA相对表达量与相应胰岛素分泌量具有相关性(r=0.337,P=0.024<0.05)③与对照组比较,氯氮平组及去甲基氯氮平组、N—氧化氯氮平组和利醅酮组对体外培养大鼠胰岛细胞胞膜Kir6.2mRNA影响不明显(P>0.05)；氯氮平组抑制SUR1mRNA基因表达(P=0.029<0.05),而去甲基氯氮平组对SUR1mRNA的抑制作用不明显(P=0.249>0.05),N—氧化氯氮平组与利醅酮组对SUR1mRNA基因表达影响不大(P>0.05)。Pearson相关分析结果提示,体外培养大鼠胰岛细胞胞膜Kir6.2mRNA相对表达量与相应胰岛素分泌量没有明显相关性(r=-0.015,P=0.921>0.05),而SUR1mRNA相对表达量与相应胰岛素分泌量存明显相关性(r=0.524,P<0.01)。④与对照组比较,氯氮平组及去甲基氯氮平组抑制体外培养大鼠胰岛细胞胞内钙离子荧光强度(P<0.01;P=0.037<0.05)：,而N—氧化氯氮平组和利醅酮组对胞内钙离子荧光强度值影响不大(P>0.05)。5mmol/L乙酰胆碱可显著提高各组大鼠胰岛细胞胞内钙离子荧光强度(P<0.01)；与对照组相比,乙酰胆碱干预后的氯氮平组及去甲基氯氮平组钙荧光强度值时点曲线达峰时间的变化不大,但峰值明显降低,平均钙荧光强度值明显降低(P<0.01；P=0.015<0.05),N—氧化氯氮平组和利醅酮组的钙荧光强度值时点曲线影响不大(P>0.05)。结论：①在近似生理葡萄糖浓度(5.5mmol/L)条件下,氯氮平抑制胰岛细胞胰岛素分泌,这种作用与其作用时间有关。去甲基氯氮平对大鼠胰岛细胞胰岛素分泌有抑制倾向,而N—氧化氯氮平和利培酮不影响胰岛素分泌。②氯氮平通过抑制胰岛细胞胞膜GLUT2表达,影响葡萄糖转运入胞,是其引起影响胰岛素分泌的机制之一。③氯氮平引起胰岛素分泌缺陷的可能机制与抑制GLUT2和SUR1mRNA表达同时相关,且对后者的抑制作用对胰岛素分泌的影响更大(r=0.337<0.524)。氯氮平通过抑制SUR1mRNA基因表达,从而下调Kir6.2对ATP的敏感性,引起钙内流减少,从而导致胰岛素分泌缺陷,其代谢产物去甲基氯氮平可能参与上述过程。氯氮平的另一代谢产物——N—氧化氯氮平及利醅酮对胰岛细胞胞膜GLUT2及KATP通道基因表达及钙离子内流均影响不大,对胰岛素分泌影响不大。