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第一部分 鸢尾素与新诊断2型糖尿病相关性研究[目的]探讨肌肉因子鸢尾素（irisin）与新诊断2型糖尿病（Type 2 diabetes mellitus,T2DM）的相关性。[方法]收集2019年7月至2020年1月在云南省第一人民医院干部保健科新诊断的T2DM患者40例作为T2DM组,同期该院体检中心的健康体检者40例作为对照（NC）组。测量两组身体指标;全自动生化分析仪检测血糖、血脂等代谢指标;酶联免疫吸附试验（Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA）检测血清irisin及炎症因子白介素-1β（Interleukin-1β,IL-1β）、白介素-6（Interleukin-6,IL-6）、肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α,TNF-α）和干扰素-γ（Interferon-γ,IFN-y）的浓度;观察T2DM组和NC组血清irisin水平变化,并分析irisin与身体指标、代谢指标、炎症因子的相关性及其对发生T2DM的影响。[结果]1、T2DM组血清irisin水平明显低于NC组（P＜0.05）。2、血清irisin浓度与空腹血浆葡萄糖（Fastingplasma glucose,FPG）、2小时血浆葡萄糖（2 h plasma glucose,2hPG）、糖化血红蛋白（Glycated hemoglobin,HbA1C）、稳态模型胰岛素抵抗指数（Homeostasis model assessment-insulin resistance,HOMA-IR）、IL-1β和IFN-γ呈负相关（P＜0.01）;3、与年龄、身高、体重等身体指标,血压、血脂、稳态模型胰岛β细胞功能（Homeostasis model assessment-β,HOMA-β）、IL-6、TNF-α的相关性不明显（P＞0.05）。4、Irisin 是发生 T2DM的保护因子（P＜0.01）。[结论]新诊断T2DM患者血清irisin浓度下降,irisin与机体糖代谢、IR以及炎症反应均有密切的关系,可能在T2DM的发病中发挥一定的保护作用。第二部分Irisin对T2DM小鼠糖脂代谢、胰岛β细胞功能及胰岛炎症损伤的影响和机制研究[目的]通过irisin对T2DM模型小鼠的体内干预实验,初步阐明irisin对机体糖脂代谢、胰岛β细胞功能及胰岛炎症损伤的影响,并从炎症角度探讨其机制。[方法]1、动物模型构建:6周龄C57BL/6J小鼠50只,随机分为以下5组,每组 10 只:NC 组、T2DM 组、T2DM+irisin 组、T2DM+pcDNA-IL-1RI 组和 T2DM+irisin+pcDNA-IL-1RI 组。T2DM 小鼠饲喂高脂饮食（High fat diet,HFD）8周后以35 mg/kg体重的剂量一次性腹腔注射链脲佐菌素（Streptozotocin,STZ）构建T2DM模型小鼠,NC组给予普通饲料喂养8周后,腹腔注射与STZ等容的0.1 mol/L柠檬酸钠缓冲液。T2DM模型小鼠构建成功后,T2DM+pcDNA-IL-1RI组和T2DM+irisin+pcDNA-IL-1RI组给予尾静脉注射滴度为1×108 TU/mL过表达IL-1RI的慢病毒液50μL,隔日一次,持续14d以构建过表达IL-1RI的T2DM模型小鼠;其余三组则尾静脉注射等容生理盐水,隔日一次,持续14d。1周后T2DM+irisin 组和 T2DM+irisin+pcDNA-IL-1RI 组均以 0.5 mg/kg 体重的剂量向相应小鼠腹腔注射irisin,每日一次,持续14d;其余三组腹腔注射等容生理盐水,每日一次,持续14d。2、相关指标检测:实验结束时禁食12h测量各组小鼠体重;收集小鼠血清,ELISA 检测 irisin、FPG、FINS、TG、TC、IL-1β、IL-6、TNF-α及IFN-γ浓度;行腹腔葡萄糖耐量试验,评价胰岛β细胞功能;处死小鼠后取出胰腺组织,用苏木精-伊红（hematoxylin-eosin staining,HE）染色法观察各组小鼠胰岛组织结构,免疫组化观察胰岛中胰岛素的表达量;分离胰岛,ELISA检测胰岛中IL-1RI和炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ含量,蛋白质印迹法（Western-blot）检测胰岛中凋亡相关蛋白B淋巴细胞瘤/白血病-2蛋白（B cell lymphoma/lewkmia-2,Bcl-2）、Bcl-2-相关 X 蛋白质（Bcl-2 Assaciated X protein,Bax）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）以及信号通路相关蛋白髓样分化因子 88（Myeloid differentiation factor88,MyD88）的表达水平及核因子κB（nuclear factor kappa-B,NF-κB）、c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase,JNK）、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）P38、细胞外信号调节激酶（Extracellular signal-regulated kinase,ERK）的磷酸化水平。[结果]1、与NC组相比,T2DM组小鼠血清irisin浓度明显降低（P＜0.001）,且T2DM+pcDNA-IL-1RI组血清irisin浓度进一步降低（P＜0.05）。2、外源性给予irisin可以明显降低T2DM小鼠和过表达IL-1RI的T2DM小鼠的体重、FPG、TG、TC以及血清促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α和IFN-γ的浓度（P＜0.05）,升高FINS水平（P＜0.05）,改善葡萄糖耐量,减少糖耐量曲线下面积（Area under curve,AUC）（P＜0.05）,提示irisin可以改善T2DM小鼠和过表达IL-1RI的T2DM小鼠的糖脂代谢紊乱及全身炎症反应,改善胰岛β细胞功能,促进胰岛素分泌。3、HE染色观察发现外源性给予irisin可以减轻T2DM小鼠和过表达IL-1RI的T2DM小鼠的胰岛损伤,使胰岛形态结构有所恢复,胰岛数量增加,炎性细胞浸润减少;此外,免疫组化显示irisin可以增加T2DM小鼠和过表达IL-1RI的T2DM小鼠胰岛中胰岛素表达量（P＜0.01）,提示irisin能够改善其胰岛损伤,促进胰岛素分泌。4、外源性给予irisin可以明显降低T2DM小鼠及过表达IL-1RI的 T2DM 小鼠胰岛中 IL-1RI、IL-1β、IL-6、TNF-α和 IFN-γ的含量（P＜0.05）;增加胰岛中Bcl-2表达,降低Bax和Caspase-3的表达（P＜0.05）,提示irisin能够减轻T2DM小鼠和过表达IL-1RI的T2DM小鼠胰岛炎症反应,抑制细胞凋亡。5、外源性给予irisin可以减少T2DM小鼠和过表达IL-1RI的T2DM小鼠胰岛中MyD88、p-NF-κB、p-JNK、p-P38MAPK、p-ERK 蛋白的表达水平（P＜0.05）;T2DM+irisin+pcDNA-IL-1RI 组和 T2DM+irisin 组相比,IL-1RI 过表达减弱了i risin对T2DM小鼠糖脂代谢、全身炎症反应、胰岛β细胞功能及胰岛炎症损伤的改善作用（P＜0.05）,提示irisin可能通过下调胰岛IL-1RI的表达进一步下调MyD88-NF-κB/JNK/p38 MAPK/ERK信号通路而发挥作用。[结论]Irisin可减轻T2DM小鼠糖脂代谢紊乱和全身炎症反应,改善胰岛β细胞功能,其机制可能是通过下调胰岛IL-1RI的表达,进而抑制IL-1RI-MyD88-NF-κB/JNK/p38 MAPK/ERK信号通路而减轻T2DM小鼠胰岛炎症反应,抑制细胞凋亡,促进胰岛素分泌。第三部分Irisin对高糖诱导胰岛β细胞炎症损伤的影响及机制研究[目的]探索irisin对高糖诱导胰岛β细胞炎症损伤的影响及机制。[方法]1、Irisin对IL-1RI表达及细胞活力的影响:采用不同浓度的irisin预处理人胰岛β细胞系1.1B4细胞不同时间后,高糖（High glucose,HG）处理细胞,Western-blot检测细胞中IL-1RI的表达水平,确定irisin对细胞中IL-1RI表达的影响,并观察irisin作用的量效关系和时效关系;用CCK-8检测细胞增殖活力,以确定irisin对细胞增殖活力的影响。2、细胞分组和处理:细胞分为NC组、HG 组、HG+irisin 组、HG+pcDNA-IL-1RI 组、HG+irisin+pcDNA-IL-1RI 组。NC组:1.1B4细胞在普通DMEM培养基中培养24h;HG组:1.1B4细胞在DMEM高糖培养基（葡萄糖浓度为25 mmol/L）中培养24 h;HG+irisin组:在1.1B4细胞中加入100 ng/mL irisin预处理24h后用DMEM高糖培养基培养24 h;HG+pcDNA-IL-1RI组细胞:过表达IL-1RI的慢病毒感染1.1B4细胞,构建过表达IL-1RI的1.1B4细胞,在DMEM高糖培养基中培养24 h;HG+irisin+pcDNA-IL-1RI 组:在过表达 IL-1RI 的 1.1B4 细胞中加入 100 ng/mL irisin预处理24h后用DMEM高糖培养基培养24 h。3、相关指标检测:Western-blot检测各组细胞中IL-1RI、IL-1β表达水平;CCK-8检测细胞增殖活力;Annexin-V/PI检测细胞凋亡率;ELISA检测细胞糖刺激的胰岛素分泌（GSIS）水平;Western-blot检测信号通路相关蛋白MyD88表达水平以及NF-κB、JNK、P38MAPK、ERK磷酸化水平。4、MyD88在IL-IRI介导的信号通路中的作用:给予MyD88的抑制剂ST2825处理过表达IL-1RI的1.1B4细胞,在DMEM高糖培养基中培养24 h,Western-blot 检测 HG 组、HG+βcDNA-IL-1RI 组和 HG+ST2825+pcDNA-IL-1RI组细胞中IL-1β表达水平,CCK-8检测细胞的增殖活力,Annexin-V/PI检测细胞凋亡水平,ELISA检测细胞GSIS。[结果]1、IL-1RI在HG组中的表达明显高于NC组（P＜0.01）,irisin抑制HG条件下1.1B4细胞中IL-1RI的表达,且浓度为100 ng/mL irisin处理24h对IL-1 RI的抑制作用最显著（P＜0.01）,抑制率达65%;irisin促进HG条件下1.1B4细胞增殖,且浓度为100 ng/mL irisin处理24h促进细胞增殖的作用最为显著（P＜0.001）。2、与NC组相比,HG组细胞中IL-1β的表达明显升高（P＜0.001）,细胞增殖活力明显下降（P＜0.05）,凋亡明显增加（P＜0.01）,GSIS明显下降（P＜0.01）;而irisin处理后可逆转上述HG诱导的改变（P＜0.05）;相比较于HG 组,HG+pcDNA-IL-1RI 组细胞中 IL-1RI 和 IL-1β表达明显升高（P＜0.05）,细胞增殖活力明显降低（P＜0.05）,凋亡水平明显升高（P＜0.05）,GSIS明显降低（P＜0.01）;irisin处理可显著下调IL-1RI表达（P＜0.05）,并且减轻过表达IL-1RI对IL-1β表达的促进、对细胞增殖的抑制、细胞凋亡的促进和GSIS的抑制作用（P＜0.05）;同时irisin对IL-1β表达的抑制作用和对细胞的保护效应由于IL-1RI过表达而减弱（P＜0.05）,提示irisin通过下调IL-1RI抑制细胞中IL-1β的表达,促进细胞增殖,抑制细胞凋亡和促进GSIS。3、细胞中MyD88以及p-NF-κB、p-JNK、p-P38MAPK、p-ERK 在 HG 组中表达升高（P＜0.01）,irisin可显著抑制 HG 对 MyD88、p-NF-κB、p-JNK、p-P38MAPK、p-ERK 表达的促进作用（P＜0.05）,并且可抑制过表达IL-1RI而引起的MyD88和p-NF-κB、p-JNK、p-P38MAPK、p-ERK的表达增加（P＜0.05）,且MyD88抑制剂ST2825可明显减轻IL-1RI过表达引起的对IL-1β表达的促进、对细胞增殖的抑制、细胞凋亡的促进及GSIS的抑制作用（P＜0.05）,提示irisin可能通过抑制β细胞中IL-1RI的表达,进而抑制IL-1RI-MyD88-NF-κB/JNK/P38 MAPK/ERK信号通路的活化而发挥细胞保护效应。[结论]Irisin可能通过下调HG条件下β细胞中IL-1RI的表达,进而抑制IL-1RI-MyD88-NF-κB/JNK/P38 MAPK/ERK 信号通路活化,减轻 HG 诱导的细胞炎症反应,促进细胞增殖、抑制细胞凋亡、增加细胞GSIS,对β细胞发挥保护作用。