3.2.1 炎癥應(yīng)激

    肥胖、胰島素抵抗和肥胖相關(guān)的2型糖尿病患者循環(huán)中c-反應(yīng)蛋白質(zhì)、炎癥因子水平增高，這些炎性變化可能是2型糖尿病的結(jié)果。高熱量攝入、高血糖和高FFA引起的代謝應(yīng)激可能是導(dǎo)致β細(xì)胞凋亡、引起β細(xì)胞功能減退的原因之一[34] 。高糖可誘導(dǎo)胰島細(xì)胞IL-1β合成和分泌，促進(jìn)Fas觸發(fā)的β細(xì)胞凋亡。在2型糖尿病患者中浸潤于胰島的巨噬細(xì)胞也可產(chǎn)生IL-1β[35] 。研究證實(shí)，在2型糖尿病患者應(yīng)用IL-1 受體拮抗劑可改善血糖控制、提高β細(xì)胞分泌功能并降低血清中炎癥指標(biāo)[36] 。

    3.2.2氧化應(yīng)激

    氧化應(yīng)激通過抑制胰島素分泌和增加β細(xì)胞凋亡導(dǎo)致2型糖尿病患者β細(xì)胞功能紊亂 [37] ……糖毒性和糖脂毒性可通過產(chǎn)生過量的活性氧簇（ROS）和其他自由基促進(jìn)糖尿病的發(fā)生發(fā)展[38-39] 。高血糖的致病作用在很大程度上是通過活性氧簇 （ROS）、活性氮（RNS）生成和繼發(fā)的氧化應(yīng)激反應(yīng)介導(dǎo)的。ROS、RNS除直接氧化損害 DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、大分子物質(zhì)外，還間接通過核因子κB（NF-κB）、p38絲裂原活化蛋白激酶、NH3末端Jun激酗應(yīng)激活化蛋白激酶（JNK／SAPK）、己糖胺等細(xì)胞應(yīng)激敏感途徑損害組織。在2型糖尿病患者中，高血糖活化這些通路，導(dǎo)致線粒體的氧化應(yīng)激損傷，從而出現(xiàn)胰島素抵抗和胰島素分泌受損。雖然氧化應(yīng)激可在各種組織中發(fā)生，但由于胰島β細(xì)胞的超氧物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化酶表達(dá)量低，因此β細(xì)胞特別易受到氧化應(yīng)激的損害。除了抗氧化酶外，還原型谷胱甘肽和硫氧還蛋白也參與了維持β細(xì)胞的氧化還原狀態(tài)。葡萄糖可誘導(dǎo)硫氧還蛋白的抑制劑（TXNIP）增加β細(xì)胞凋亡。通過對HcB-19小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，由于其存在TXNIP的無義突變使其對葡萄糖誘導(dǎo)的凋亡具有抵抗作用[40] 。在2型糖尿病患者β細(xì)胞處于自由基的慢性增加和細(xì)胞內(nèi)氧化還原調(diào)節(jié)能力降低的環(huán)境，引起β 細(xì)胞凋亡。這也可解釋抗氧化分子可改善β功能。

    3.2.3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

    各種原因?qū)е碌奈凑郫B蛋白或錯(cuò)誤折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 腔內(nèi)的積聚，被稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。這可能是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)生物合成活性增加時(shí)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過載從而產(chǎn)生錯(cuò)誤折疊或未折疊的蛋白。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能紊亂，包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)未折疊蛋白或錯(cuò)誤折疊蛋白的堆積等，其中由蛋白質(zhì)堆積所引起的一系列后續(xù)反應(yīng)稱為未折疊蛋白反應(yīng)（unfolded protein response，UPR）。未折疊蛋白反應(yīng)首先表現(xiàn)為蛋白質(zhì)合成暫停，隨著應(yīng)激反應(yīng)蛋白基因表達(dá)，可進(jìn)一步改善細(xì)胞生理狀態(tài)。但當(dāng)應(yīng)激原強(qiáng)度超過細(xì)胞自身處理能力時(shí)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也會誘導(dǎo)特有的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)性細(xì)胞凋亡通路，以消除受損又不能及時(shí)修復(fù)的細(xì)胞。在胰島素抵抗和2型糖尿病時(shí)，由于胰島素原的合成增加，當(dāng)超過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的負(fù)荷，引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，誘導(dǎo)β細(xì)胞凋亡[41] 。細(xì)胞膜上存在抑制物阻抗性醋酶、雙鏈依賴的蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶和活化轉(zhuǎn)錄因子三種跨膜蛋白質(zhì)，正常情況下這三種蛋白與侶伴蛋白結(jié)合保持無活性形式。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)過程中， 這3種跨膜蛋白質(zhì)可感知信號并通過寡聚化和自身磷酸化由膜向細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號。①細(xì)胞周期阻滯活化的PERK使真核細(xì)胞翻譯起始因子2α磷酸化， 導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白D1翻譯下調(diào)， 使細(xì)胞周期阻滯于G1期以決定細(xì)胞存活或凋亡。②細(xì)胞保護(hù)性信號途徑：PERK和Ire1β使eIF2α磷酸化，引起所有蛋白質(zhì)翻譯抑制以減少新蛋白質(zhì)的合成，活化的ATF6和Ire1使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白靶基因轉(zhuǎn)錄上調(diào)（如免疫球蛋白結(jié)合蛋白/葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78、GRP94和蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶等）以幫助蛋白質(zhì)正確折疊、修飾和轉(zhuǎn)運(yùn)， 同時(shí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白質(zhì)降解上調(diào)使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中非折疊或非正確折疊蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)位于細(xì)胞質(zhì)并通過泛素和蛋白酶體依賴性方式降解。③細(xì)胞凋亡性信號途徑：如果這種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)程度過強(qiáng)或持續(xù)時(shí)間過長，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)則不能重新建立，Ire1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的凋亡性效應(yīng)分子通過cJUN-氨基酸末端激酶（JNK）、caspase-12的活化和CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白（CHOP）同源蛋白的轉(zhuǎn)錄上調(diào)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[42-43] 。通過對自發(fā)性糖尿病模型Akita小鼠的研究，最早證實(shí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與了β細(xì)胞凋亡。Akita小鼠是一種常染色體顯性遺傳糖尿病小鼠，存在胰島素原基因的2個(gè)突變，胰島β細(xì)胞量減少。學(xué)者們?yōu)樽C實(shí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的假說，將Akita小鼠的基因突變轉(zhuǎn)染至Chop基因敲除小鼠，發(fā)現(xiàn)高血糖發(fā)生延遲，并且β細(xì)胞量可以維持正常[44] 。

    3. 3 2型糖尿病針對β凋亡的治療新途徑

    隨著對2型糖尿病發(fā)病機(jī)制研究的深入，產(chǎn)生了很多新的治療靶點(diǎn)，盡管很多只處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，有些還有很多缺陷，但不可否認(rèn)的是，它們?yōu)橹委熖悄虿√峁┝撕芏嘈碌耐緩健?br />     ⑴降脂治療對于2型糖尿病的意義從機(jī)制上更為明確了；
    ⑵神經(jīng)酰胺合成抑制劑Fumonisin B幾乎完全抑制FFA誘導(dǎo)的β細(xì)胞凋亡過程；
    ⑶抗氧化劑氨基胍，既通過使NO合成減少，阻斷細(xì)胞凋亡途徑使胰島β細(xì)胞凋亡減少，又能使受到抑制的胰島素基因啟動轉(zhuǎn)錄因子-1表達(dá)部分恢復(fù)，從而使胰島素分泌增加；
    ⑷能與過氧化物酶體增殖物激活受體（PPARs）相互作用的藥物如噻唑烷二酮類藥，能減弱FFA誘導(dǎo)的β細(xì)胞破壞；
    ⑸瘦素，在營養(yǎng)攝入過多時(shí)，可通過增加FA的氧化和降低脂質(zhì)生成保護(hù)非脂肪組織免于脂肪的過量堆積。
    ⑹誘導(dǎo)型一氧化氮合酶抑制劑可降低NO的生成，從而減少凋亡的發(fā)生；
    ⑺進(jìn)一步篩選、克隆胰島β細(xì)胞凋亡相關(guān)基因，以及Bcl-2基因轉(zhuǎn)染；
    ⑻胰升血糖素樣肽-1 （GLP-1），是由腸道L細(xì)胞分泌的一種肽類激素，它不僅具有促進(jìn)胰島素原合成、促進(jìn)胰島素基因表達(dá)和胰島素釋放等多重功效，還可以誘導(dǎo)新生β細(xì)胞形成，并且抑制β細(xì)胞凋亡。體外研究證實(shí)，GLP-1可抑制許多細(xì)胞因子（IL-1β、TNF-α和IFN-γ）誘導(dǎo)的β細(xì)胞凋亡，目前研究GLP-1主要通過cAMP和PI3K途徑抑制β細(xì)胞凋亡。同時(shí)GLP-1不僅對β細(xì)胞具有抗凋亡作用，在神經(jīng)元細(xì)胞也發(fā)現(xiàn)有抗凋亡效應(yīng)。在離體實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，GLP-1可抑制新鮮分離的胰島組織的自發(fā)凋亡，提高葡萄糖刺激的胰島素分泌。體內(nèi)研究也發(fā)現(xiàn)，GLP-1可提高胰島功能，改善胰島形態(tài)。GLP-1可抑制H_2 O_2 介導(dǎo)胰島素瘤細(xì)胞的凋亡，對離體的人胰腺組織GLP-1能更好地保持胰島三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，延緩胰島細(xì)胞數(shù)目減少。目前研究GLP-1的抗凋亡作用可通過直接作用（抑制促凋亡因子caspase-3和增強(qiáng)抗凋亡因子Bcl-xL, Bcl-2 or IAP-2）和間接作用（降低血糖和FFA）發(fā)揮效應(yīng)，并且GLP-1不依賴于其降糖作用來影響β細(xì)胞凋亡[45] 。GLP-1可增加β細(xì)胞再生，減少凋亡，改善β細(xì)胞功能，對2型糖尿病治療意重大。但是，天然GLP-1在人體會迅速降解而失活，因此臨床應(yīng)用受到限制。GLP-1類似物利拉魯肽在人體天然 GLP-1分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更換了一個(gè)氨基酸，并增加了一個(gè)16碳棕櫚酰側(cè)鏈，這樣，既保留了天然GLP-1的各種生理特性，又克服了天然GLP-1容易被降解的缺點(diǎn)。
    多項(xiàng)研究顯示，利拉魯肽對β細(xì)胞有直接影響，不僅可以增強(qiáng)β細(xì)胞功能，如增加第一時(shí)相胰島素分泌，降低胰島素原/胰島素比率等，還可以增加β細(xì)胞數(shù)量（動物模型）等。Vilsboll T[46] 的研究顯示，利拉魯肽能夠提高β細(xì)胞功能，有效降低患者的HbA1c水平，改善T2DM患者的狀態(tài)，進(jìn)而成為臨床使用的治療新方案。

    總結(jié)

    綜上所述，β細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制非常復(fù)雜，涉及到多個(gè)細(xì)胞信號途徑和多種細(xì)胞因子，并且多種細(xì)胞凋亡的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和調(diào)控機(jī)制相互交叉。目前我們臨床上使用的抗糖尿病藥物尚無直接針對β細(xì)胞凋亡起效的藥物，但即將上市的GLP-1類似物等對 β細(xì)胞凋亡具有直接抑制作用[47] ，為糖尿病的治療開拓了一個(gè)新的領(lǐng)域。（母義明）