2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是一种以持续高血糖和胰岛素抵抗为主要特征的常见慢性代谢性疾病。在胰腺β细胞中,糖促胰岛素分泌(glucose-stimulated insulin secretion,GSIS)作用对于维持机体血糖平衡的过程中具有非常重要的作用。课题组前期研究发现,京尼平苷可通过激活胰高血糖素样肽1受体(glucagon-like peptide-1 receptor,GLP-1R)调节GSIS,并且在低、中浓度葡萄糖存在条件下,京尼平苷可快速的增强胰腺β细胞对葡萄糖的吸收和代谢,促进胰岛素分泌,然而,在高糖条件下,京尼平苷却起着相反的作用,减弱了胰腺β细胞对葡萄糖的吸收、代谢和胰岛素分泌。由于高血糖会诱导胰腺β细胞过度分泌胰岛素以满足身体的需要,从而加速胰腺β细胞功能障碍和细胞凋亡,因此,京尼平苷可能有助于防止高血糖造成的胰腺β细胞损伤和功能障碍、防止或延缓2型糖尿病的形成、减少并发症的发生。但京尼平苷如何在短时间内实现对β细胞胰岛素分泌的调节的呢?目前还不清楚。结合文献和前期工作基础,我们提出假说:京尼平苷可能是通过影响胰腺β细胞表面葡萄糖转运体2(glucose transporter 2,GLUT2)内吞,影响胰腺β细胞对葡萄糖的吸收和代谢,进而调节GSIS。为验证这一假说,本文拟通过分析不同浓度葡萄糖条件下,用京尼平苷短时间处理(1小时),然后考察京尼平苷对GLUT2内吞的影响及其作用机制,为明确京尼平苷快速调节胰腺β细胞GSIS提供实验证据,为京尼平苷的开发应用提供科学依据。本课题首先考察了京尼平苷对胰腺β细胞上GLUT2表达和内吞的影响。研究结果证实,在11 mM葡萄糖存在条件下,京尼平苷作用长时间(12或24小时)可以显著的上调胰腺β细胞GLUT2的蛋白水平,但在短时间内,京尼平苷对GLUT2的mRNA和蛋白水平没有明显的影响;在用京尼平苷短时间处理(1小时)后,京尼平苷可明显促进低、中糖(5、11 mM)培养的胰腺β细胞中GLUT2从细胞浆向细胞膜转运,但是在高糖(25 mM)条件下,京尼平苷却促使GLUT2从细胞膜往细胞浆转运,这一结果与京尼平苷调节胰腺β细胞葡萄糖吸收和代谢以及胰岛素分泌相一致。提示,京尼平苷可能通过调节GLUT2内吞影响胰腺β细胞对葡萄糖的吸收、代谢进而影响GSIS。在第一章结论的基础上,课题进一步考察了京尼平苷对与GLUT2内吞密切相关的galectin-9、GnT-IVa和clathrin基因表达的影响,结果表明,京尼平苷可显著上调galectin-9和GnT-IVa的mRNA和蛋白水平,但是对clathrin基因的表达无明显的影响;并且,在短时间内(1小时),京尼平苷仅对GnT-IVa的蛋白水平有调节作用,对galectin-9却无明显的影响;由于GLUT2需要通过GnT-IVa的糖基化修饰形成糖苷键以后才能驻留在细胞膜上发挥其正常生理功能。因此,课题紧接着分析了京尼平苷短时间处理对GLUT2蛋白糖基化的调节作用。结果表明,在中低糖浓度条件下,京尼平苷短时间处理(1小时)可以明显增强GLUT2蛋白的糖基化,然而,在高糖条件下(25 mM),京尼平苷短时间处理(1小时)却抑制GLUT2的糖基化,这些结果表明,京尼平苷短时间处理调节胰腺β细胞胰岛素分泌可能与其调节GnT-IVa蛋白水平,影响GLUT2糖基化,进而影响GLUT2的内吞过程有关。为了进一步分析GnT-IVa与京尼平苷调节GLUT2内吞的相关性,课题采用siRNA干扰的方法敲低胰腺β细胞中的GnT-IVa表达水平,然后分析京尼平苷对GLUT2内吞和葡萄糖吸收的影响,实验结果证实,当用GnT-IVa siRNA干扰胰腺β细胞中的GnT-IVa基因表达后,京尼平苷对GLUT2内吞和葡萄糖吸收、代谢和胰岛素分泌的调节作用被明显抑制。提示,京尼平苷可能通过调节GnT-IVa蛋白,直接影响胰腺β细胞GLUT2的内吞,从而影响胰腺β细胞对葡萄糖的吸收和代谢,并进一步影响GSIS。本文的研究结果初步明确了京尼平苷快速调节胰腺β细胞GSIS的分子机制,为京尼平苷的临床应用提供了实验证据,为2型糖尿病的防治提供了新的思路和策略。