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目的磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,P13K)-Akt通路为胰岛素的主要信号传导通路,发生胰岛素抵抗时P13K-Akt通路活性降低。PTEN(phosphatase andtensin homologue deleted on chromosome 10)是一种脂质磷酸酶,最初是作为一种肿瘤抑制因子而被发现,是一个很有效的PI3K-Akt通路的负性调节因子。FoxO蛋白是一种转录因子,是P13K-Akt通路激活后的一个下游因子,FoxO可直接影响PI3K-Akt通路的最后效应即糖代谢。但目前国内外尚无胰岛素抵抗时胰岛素敏感组织PTEN及FoxO3a蛋白表达的报道。因此本研究主要观察胰岛素抵抗KKAy糖尿病小鼠胰岛素敏感组织肝、骨骼肌及脂肪组织胰岛素刺激后Aktser473磷酸化水平、PTEN、FoxO3a蛋白的表达以及罗格列酮及二甲双胍治疗后上述蛋白表达的变化,从而探计PTEN、FoxO3a与PI3K-Akt通路活性在胰岛素抵抗机制中的作用。方法实验动物分为C57BL/6J小鼠普通饲料喂养组、C57BL/6J小鼠高脂饲料喂养组、KKAy糖尿病小鼠未治疗组、KKAy糖尿病小鼠罗格列酮治疗组以及KKAy糖尿病小鼠二甲双胍治疗组。C57BL/6J小鼠普通饲料组普通饲料喂养至16-18周龄,处死取材;C57BL/6J高脂饲料喂养组普通饲料喂养至12周,随后高脂喂养4周后处死取材;KKAy小鼠普通饲料喂养至12周龄,随后高脂饲料喂养4周,尾静脉血测末梢血糖,连续两周随机血糖大于300mg/dl(16.7mmol/L)诊断为糖尿病;KKAy糖尿病小鼠组未治疗组在诊断为糖尿病后即处死取材;KKAy糖尿病小鼠治疗组分别给予罗格列酮(12.5mg/kg/day)以及二甲双胍(3.0g/kg/day,分两次灌胃)治疗4周后处死取材。实验动物均在处死前空腹12h,每组动物分别随机分为未用胰岛素处理组及胰岛素处理组,未用胰岛素处理组小鼠尾静脉血测空腹血糖(fasting blood glucose,FBG),眼内疵静脉取血,留取血清ELISA法测定血胰岛素后处死;胰岛素处理组胰岛素处理前后尾静脉取血测血糖,腹腔注射胰岛素(5mU/g)后10分钟处死小鼠。各组小鼠在处死后即取肝组织、股四头肌及附睾脂肪垫,组织样本加组织裂解液,高速离心取上清-70℃保存,取等量组织蛋白样本进行western blots检测组织PTEN、FoxO3a及磷酸化Akt水平,图像数据用SPSS12.0软件,多组比较采用方差分析,组间比较采用q检验。结果FBG及空腹胰岛素C57BL/6J小鼠高脂饲料喂养组FBG(7.13±1.30mmol/L)及空腹胰岛素(0.60±0.33ng/ml)与普通饲料喂养组FBG(6.06±0.34mmoll/L)及空腹胰岛素(0.64±0.34ng/ml)相比无显著差异(P均＞0.05);KKAy糖尿病小鼠FBG(10.30±2.58mmol/)及空腹胰岛素(6.00±1.79ng/ml),较C57BL/6J小鼠普通及高脂饲料喂养组均明显升高(P均＜0.001);罗格列酮治疗组FBG(6.76±1.39mmol/L)(P＜0.01)及二甲双胍治疗组FBG(5.80±1.50mmol/L)(P＜0.001)与KKAy糖尿病小鼠组相比均明显下降,空腹胰岛素水平罗格列酮治疗组(2.74±1.74ng/ml)(P＜0.05)以及二甲双胍治疗组(2.40±1.1ng/ml)(P＜0.01)与KKAy糖尿病小鼠组相比也均明显下降;罗格列酮治疗组以及二甲双胍治疗组FBG明显下降至C57BL/6J普通饲料及高脂饲料喂养组水平(P均＞0.05)。罗格列酮治疗组以及二甲双胍治疗组空腹胰岛素亦明显下降,与C57BL/6J高脂饲料喂养组无差异(P均＞0.05),但未降至C57BL/6J普通饲料喂养组水平(P均＜0.05)。胰岛素刺激后Aktser473磷酸化水平C57BL/6J小鼠高脂饲料喂养组胰岛素刺激后Aktser473磷酸化升高水平肝(4.57±0.38倍)、骨骼肌(4.74±0.60倍)及脂肪组织(4.56±0.68倍)与C57BL/6J小鼠普通饲料喂养组胰岛素刺激后肝(4.67±0.55倍)、骨骼肌(4.82±0..22倍)及脂肪组织(4.92±0.41)Aktser473磷酸化升高水平无显著差异(P均＞0.05),KKAy糖尿病小鼠胰岛素刺激后Aktser473磷酸化升高水平肝(2.46±0.65倍)、骨骼肌(2.29±0.56倍)及脂肪组织(2.50±0.14倍)较C57BL/6J普通饲料及高脂喂养组喂养组相比均显著降低(P均＜0.001)。KKAy糖尿病小鼠罗格列酮胰岛素刺激后Aktser473磷酸化升高水平肝(2..77±0.26倍)、骨骼肌(2.65±0.40倍)及脂肪组织(2.54±0.60倍)以及二甲双胍治疗后胰岛素刺激后Aktser473磷酸化升高水平肝(2.56±0.18倍)、骨骼肌(2.40±0.31倍)及脂肪组织(1.99±0.44倍)与KKAy糖尿病小鼠相比无显著变化(P均＞0.05)。PTEN蛋白C57BL/6J小鼠高脂喂养组骨骼肌组织PTEN的蛋白水平(0.59±0.26)较C57BL/6J小鼠普通饲料喂养组(0.18±0.19)显著升高(P＜0.05),C57BL/6J小鼠高脂喂养组PTEN蛋白水平肝(6.27±1.10)及脂肪组织(2.85±0.59)与C57BL/6J小鼠普通饲料喂养组肝(5.97±1.23)及脂肪组织(2.55±0.42)相比无显著差异(P均＞0.05);KKAy糖尿病小鼠肝(13.37±0.28)、骨骼肌(1.08±0.14)及脂肪组织(4.92±1.74)PTEN蛋白的表达较C57BL/6J小鼠均显著升高(P均＜0.001);PTEN蛋白水平罗格列酮治疗后肝(15.60±1.06)、骨骼肌(1.13±0.21)及脂肪组织(5.50±0.95)以及二甲双胍治疗后肝(14.97±0.87)、骨骼肌(1.07±0.18)及脂肪组织(5.39±0.72)与KKAy糖尿病小鼠相比无变化(P均＞0.05)。FoxO3a蛋白KKAy糖尿病小鼠脂肪组织FoxO3a蛋白水平(1.76±0.14)明显高于C57BL/6J小鼠普通饲料喂养(1.15±0.10)及高脂饲料喂养组(1.09±0.13)(P均＜0.05),KKAy糖尿病小鼠罗格列酮治疗后(1.43±0.22)和二甲双胍治疗后(1.59±0.18)脂肪组织FoxO3a的蛋白水平KKAy糖尿病小鼠对照相比没有统计学差别(P均＞0.05)。结论KKAy小鼠短期高脂喂养可以较好的模拟人类2型糖尿病发病过程;发生胰岛素抵抗时,胰岛素敏感组织肝、骨骼肌及脂肪组织PTEN的表达增加;脂肪组织FoxO3a的表达增多;高脂摄入可以使骨骼肌组织PTEN的表达增多,但对肝及脂肪组织PTEN的表达无影响;PTEN可能是一种重要的负性调节因子,调节P13K/Akt所介导的信号传导通路,在胰岛素抵抗的发生、发展中起着重要的作用。罗格列酮及二甲双胍的降糖及改善胰岛素抵抗作用与PTEN及FoxO3a可能无关,其降糖作用可能为非P13K-AKT通路。