第一部分炎症应激加重高脂饮食喂养的C57BL/6J小鼠胰岛β细胞功能损伤目的：2型糖尿病（type2diabetes, T2DM）与肥胖密切相关，但是并非所有的肥胖患者最终都发展成T2DM，这其中涉及的具体机制还不清楚。本研究主要通过酪蛋白（Casein）隔日皮下注射高脂饮食喂养的C57BL/6J小鼠14周，诱导慢性系统性炎症，观察在肥胖状态下，炎症应激对小鼠胰岛β细胞功能的影响以及探讨其潜在的机制。方法：8周龄的雄性C57BL/6J小鼠随机分为正常饮食组（normalchow diet, NCD）、高脂饮食组（high fat diet, HFD）和高脂饮食+炎症（Casein）组（HFD+Casein）。酶联免疫吸附试验（enzyme-linkedimmunosorbent assay, ELISA）测定血清中炎症因子、游离脂肪酸、葡萄糖及胰岛素水平。酶法检测血清和脂肪组织中甘油三酯含量。WesternBlot检测各组织中炎症因子表达及胰岛素信号通路主要蛋白水平。葡萄糖耐量及胰岛素耐量试验用于分析机体胰岛素敏感性，判断是否存在胰岛素抵抗。胰腺组织苏木素-伊红（haematoxylin-eosin, HE）染色和胰岛素免疫组化试验观察胰岛形态大小及功能水平。末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法（terminal deoxynucleotidyltransferase-mediated dUTP nick-end labeling, TUNEL）联合胰岛素免疫荧光染色评估β细胞凋亡情况。实时荧光定量PCR（polymerase chainreaction）技术检测胰腺组织中胰岛素合成、分泌及β细胞凋亡相关基因表达。结果：HFD喂养14周后，C57BL/6J小鼠体重、脂肪/体重比明显增加，并出现了明显的高脂血症（P<0.05）。但与NCD组相比，HFD组小鼠血清炎症因子并没有显著变化。Casein注射14周成功诱导了慢性系统性炎症的体内模型，表现为血清中炎症因子血清淀粉样蛋白A（serum amyloid A, SAA）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor α,TNF-α）浓度较NCD组和HFD组明显升高（P<0.05）；脂肪、肝脏和肌肉组织中TNF-α、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractantprotein-1, MCP-1）的蛋白水平也明显增加。同时，HFD+Casein组小鼠胰岛中出现了明显的巨噬细胞浸润。葡萄糖耐量和胰岛素耐量试验显示：HFD组小鼠葡萄糖负荷30、60、120min时的血糖水平明显高于NCD组（P<0.05），表明HFD喂养14周引起了小鼠葡萄糖耐量降低。注射胰岛素后，HFD组小鼠血糖下降缓慢且血糖水平仍较NCD组高（P<0.05）。Casein注射进一步加重了HFD喂养的小鼠葡萄糖不耐受的程度，表现为空腹及注射葡萄糖15、120min时的血糖显著高于HFD组（P<0.05）。炎症应激显著抑制肝脏、肌肉和脂肪组织中胰岛素受体底物1（insulin receptor substrate1, IRS1）和磷酸化蛋白激酶AKT（p-AKT）表达（P<0.05），进一步加重HFD所致的胰岛素信号通路损伤。胰腺组织形态学结果：炎症应激促使HFD喂养的小鼠的胰岛体积明显减小、胰岛素含量明显降低。进一步分析，慢性炎症明显下调HFD喂养的小鼠的胰岛素合成基因胰十二指肠同源盒基因（pancreatic andduodenal homeobox-1, PDX-1）和分泌基因葡萄糖转运蛋白2（glucosetransporter2, GLUT2）、葡萄糖激酶（glucokinase, GK）的表达（P<0.05），并且显著增加了胰岛β细胞凋亡数量和胰腺组织中Bax/Bcl2mRNA水平（P<0.05）。结论：炎症应激加重高脂饮食喂养的C57BL/6J小鼠胰岛β细胞功能损伤，降低胰岛素合成、分泌基因的表达，并且增加β细胞凋亡。这表明，肥胖个体在合并慢性炎症应激时更容易发生胰岛β细胞功能损伤，且更易发展成为T2DM。第二部分雷帕霉素加重炎症应激引起的C57BL/6J小鼠胰岛功能损伤目的：本课题组前期研究已经证实，雷帕霉素（Rapamycin, Rapa）可明显改善由炎症介导的胰岛素信号通路的损伤，改善胰岛素抵抗，但却引起了更严重的葡萄糖不耐受。因此下一步研究观察Rapa对慢性系统性炎症状态下C57BL/6J小鼠胰岛β细胞功能的影响。方法：8周龄的雄性C57BL/6J小鼠随机分为溶媒组（Vehicle, Veh）和雷帕霉素组（Rapa）。Rapa组处理：高脂饮食喂养，且隔日皮下注射10%Casein及0.2ml Rapamycin；Veh组处理：高脂饮食喂养，加隔日皮下注射10%Casein及0.2ml Vehicle。均处理14周。ELISA法测定血清胰岛素水平。葡萄糖耐量及胰岛素耐量试验用于评估糖代谢能力。胰腺组织HE染色和胰岛素免疫组化染色观察胰岛形态大小及功能水平。TUNEL法联合胰岛素免疫荧光染色评估β细胞凋亡情况。Real-timePCR技术检测胰腺组织中胰岛素合成、分泌及β细胞凋亡相关基因表达。结果：葡萄糖耐量及胰岛素耐量试验结果：负荷葡萄糖后，Rapa组小鼠血糖水平较Veh组明显增高，特别是在负荷葡萄糖30,60及120min时（P<0.05）；注射胰岛素后，Rapa组血糖下降缓慢，且一直较Veh组高（P<0.05），这表明雷帕霉素加重了由炎症应激导致的葡萄糖不耐受的程度。Rapa组小鼠胰岛体积较Veh组明显减小，且胰岛素免疫组化染色明显较Veh组淡，同时伴随血清胰岛素水平显著降低（P<0.05），表明雷帕霉素进一步损伤炎症应激状态下C57BL/6J小鼠胰岛功能，致胰岛素含量明显减少。胰腺组织PCR结果显示：雷帕霉素导致胰岛素合成分泌的关键基因PDX-1、GLUT2和GK的表达显著下调（P<0.05）。与Veh组相比，Rapa组小鼠胰岛β细胞凋亡明显增加，并且促癌基因Bax与抑癌基因Bcl2的比值增大（P<0.05）。结论：雷帕霉素加重炎症应激引起的C57BL/6J小鼠胰岛功能损伤，进一步减少胰岛素的合成与分泌，并增加β细胞凋亡。