背景：1型糖尿病(T1DM)是一种自身免疫性疾病,通常在儿童、青少年或年轻时发病。1型糖尿病患者体内的胰腺p细胞被自身免疫性细胞破坏,使得胰岛素无法分泌。即便得到有效控制,1型糖尿病仍有可能引起危及生命的并发症,如心血管疾病、糖尿病视网膜病变、糖尿病肾病、糖尿病神经病变等。胰岛移植是治疗1型糖尿病较为有效的方法之一,能够切实有效地预防糖尿病的长期并发症。但是临床胰岛移植的大规模推广应用仍然存在巨大的障碍。其中一个重要原因是在胰岛的分离纯化和移植过程前后,胰岛细胞会大量损失,胰岛功能也会受损,这使得需要移植大量的胰岛才能让糖尿病患者达到胰岛素的非依赖状态。氧化应激被认为是导致胰岛损失和功能异常的主要原因之一。杨梅(Myrica rubra)是一种富含营养的水果,具有极高的健康价值。这种水果富含花青苷(anthocyanin),而矢车菊素-3-葡萄糖苷(cyanidin-3-O-glucoside, C3G)被证明是花青苷的主要成分。本课题组前期已经证明C3G具有强大的抗氧化能力,无论是在体外还是体内都能促进胰岛细胞的存活,改善胰岛细胞的功能。最近我们还证实,C3G不但能提高鼠胰岛细胞的存活率,还能改善移植到同系小鼠肾包膜下或门静脉中的鼠胰岛移植物的功能。然而,截至目前我们尚无法确定C3G能否改善新生猪胰岛的功能,而这对于未来的大规模临床胰岛移植应用是十分迫切的。因为目前人胰腺供体十分短缺,但是病人对于胰岛移植的需求却在快速增长。因此,寻找一种新的胰岛供体以代替人胰岛用于胰岛移植是一项十分紧迫的任务。一般而言,猪被认为是合适的胰岛供体来源,因为他们发育迅速,并且猪胰岛素与人胰岛素高度同源,因而在人体内具有生物学活性。此外,虽然我们的前期实验对C3G抗氧化的机制有过研究,但这些研究仍然较为局限,需要更进一步地阐明C3G保护胰岛并改善其功能的机制。本研究旨在探讨杨梅果实提取物C3G是否能提高新生猪胰岛细胞的活性,并改善移植到肾包膜下的新生猪胰岛的功能。同时,本研究也将探讨C3G发挥胰岛保护功能的机制。方法：从出生三天的新生Duroc cross小猪体内获取胰腺并分离出胰岛。在离体培养7天后,用不同浓度的C3G(0,0.1,0.5,1.0和5.0μM孵育胰岛细胞,并用台盼蓝染色法和流式分析检测C3G对胰岛细胞的毒性。用qPCR法分别检测C3G处理组和未处理组的胰岛细胞基因(HO-1,Bcl-2和Survivin)的改变。用免疫组织化学染色分析法分别检测C3G处理组和未处理组胰岛细胞功能蛋白(insulin和glucagon)的改变。用western blot方法观察C3G对细胞外调节蛋白激酶1/2(ERK1/2)信号通路、磷酯酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B (PI3K/Akt)信号通路、核因子E2相关因子2(Nrf2)转录因子和1型血红素氧合酶(HO-1)蛋白的影响。在体内实验中,我们将C3G处理组(1.0 μM)和未处理组的新生猪胰岛(1,000和2,000 IEQ)分别移植到糖尿病B6 ragl-/-小鼠的肾包膜下。移植后,分别用含有或不含C3G(1.0μuM)的饮用水喂养移植小鼠,并持续监测它们的血糖变化,每周2次,持续15周。待所有移植小鼠都达到正常血糖水平以后,进行腹腔葡萄糖耐量试验(IPGTT)。在实验末期(移植后第15周),对所有移植鼠都进行活体肾切除手术,以此证明小鼠正常血糖浓度的维持是依靠移植的胰岛。最后分别用qPCR和免疫组织化学染色法来检测C3G处理组和未处理组移植物的基因(HO-1、Bcl-2和Survivin)和蛋白(insulin和glucagon)的改变情况。结果：台盼蓝染色显示经C3G孵育的胰岛细胞较未孵育的胰岛细胞存活率有轻微的提高,但除1.0 μM C3G孵育组(细胞活性最高组)外,其他组没有发现存在明显的统计学差异。其中5.0 μM C3G孵育组与未孵育组具有相近的细胞活性,说明继续提高C3G浓度对新生猪胰岛细胞来说并不是有益的。流式分析显示了与台盼蓝染色相似的结果,但各组之间未观察到存在显著的统计学差异。免疫组织化学染色显示所有的新生猪胰岛团块中都存在insulin和glucagon染色阳性的细胞,但不同的处理组之间没有观察到有明显的差别。此外,免疫组织化学染色同时也提示用H2O2处理过的胰岛细胞的胞膜破裂,并且没有观察到存在完整的胰岛团块。与之相反,在H2O2处理前用C3G预孵育的胰岛团块仍能保持其结构的完整性,这说明C3G具有强大的保护新生猪胰岛的能力。在体内实验中,新生猪胰岛被移植到糖尿病B6 ragl-/-小鼠肾包膜下。血糖变化曲线显示所有移植了1,000 IEQ胰岛的糖尿病小鼠都达到了正常血糖水平。在移植了2,000 IEQ新生猪胰岛的小鼠中,第5-11周时移植了经C3G孵育胰岛的小鼠和同时饮用了添加C3G饮用水的小鼠的血糖水平,比移植未经C3G孵育胰岛小鼠更低。此外,这些小鼠也比移植未经C3G孵育胰岛小鼠更快地达到正常血糖水平(分别为10周、8周和12周)。腹腔葡萄糖耐量试验显示在1,000 IEQ移植鼠中,移植C3G孵育胰岛的小鼠和同时饮用了添加C3G饮用水的小鼠的血糖比移植未经C3G孵育胰岛小鼠下降得更快。而在2,000 IEQ移植鼠中,所有小鼠都对血糖浓度变化表现出了较强的适应能力,各组之间没有观察到明显的差异。在手术切除移植肾后,所有移植鼠的血糖都快速上升,表明糖尿病小鼠正常血糖浓度的维持依赖于移植的胰岛。在移植后第15周对移植物进行的免疫组织化学染色显示所有的移植物都存在较强的insulin和glucagon染色。在体外实验中,经C3G处理的胰岛细胞比未处理的细胞具有更高的HO-1基因表达水平。但是,抗凋亡基因Bcl-2和Survivin没有明显的改变。在移植了1,000IEQ胰岛的各组移植物中,HO-1、Bcl-2和Survivin的基因水平都没有显著的变化。但是,在移植了2,000 IEQ胰岛的小鼠中,移植经C3G孵育胰岛的小鼠和同时饮用了添加C3G饮用水的小鼠的HO-1基因水平比移植未经C3G孵育胰岛的小鼠更高。而Bcl-2和Survivin的基因表达与1,000 IEQ组相似,都没有明显的变化。Western blot结果显示,在C3G浓度大于等于0.5州时,ERK1/2和PI3K/Akt信号通路被磷酸化,并且这种磷酸化分别在6h和12 h时达到高峰。同时我们也发现0.5 μM和1.0μM的C3G能显著地提高胰岛细胞核内Nrf2及其下游的HO-1蛋白水平。结论：本研究结果提示C3G能提高新生猪胰岛细胞的存活率,并能显著地改善移植到糖尿病小鼠肾包膜下的新生猪胰岛移植物的功能。这种保护功能是通过激活ERK1/2和PI3K/Akt信号通路,从而介导转录因子Nrf2向细胞核内转位并引起下游HO-1蛋白表达上调而实现的。