， ，，

胰島素抵抗是2型糖尿病的主要發(fā)生機制之一，顆粒蛋白前體(PGRN)是通過抑制自噬引起胰島素抵抗，具體機制尚未明確，其可能通過激活哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路，該機制的研究有助于減輕胰島素抵抗，為防治2型糖尿病提供靶向治療方法。

1 胰島素抵抗與自噬的關(guān)系

1.1 胰島素抵抗 胰島素抵抗是指由于單位濃度的胰島素細胞學(xué)效應(yīng)減低，使正常劑量的胰島素不能發(fā)揮正常的生物學(xué)效應(yīng)，組織及細胞對胰島素的敏感性下降，是2型糖尿病最重要的發(fā)病機制之一。胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙在胰島素抵抗的發(fā)生機制中起著重要的作用[1]。胰島素主要通過三條途徑轉(zhuǎn)導(dǎo)：磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)通路，腺苷單磷酸激活蛋白激酶(AMPK)通路和鈣通道及其相關(guān)途徑。外周靶組織通過PI3K信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和AMPK信號通路發(fā)揮作用，β細胞則通過PI3K信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和鈣通道及其相關(guān)途徑發(fā)揮作用[2]。目前研究最多的是PI3K信號通路，PI3K是一種脂質(zhì)激酶，在胰島素發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)中起關(guān)鍵性作用。胰島素與胰島β細胞膜上的胰島素受體(IR)結(jié)合，激活酪氨酸激酶，導(dǎo)致胰島素受體底物(IRS)酪氨酸磷酸化。磷酸化的IRS結(jié)合PI3K的P85調(diào)節(jié)亞基，進而激活PI3K的催化亞基P110，促使磷脂酰肌醇一磷酸(PIP)磷酸化為PIP3。PIP3作用于磷酸肌醇依賴的蛋白激酶-1(PDK1)和磷酸肌醇依賴的蛋白激-2(PDK2)，激活蛋白激酶B(PKB,也稱為Akt)。磷酸化的PKB一方面使糖原合成激酶-3(GSK3)失活，促使葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4(GLUT4)高表達，促進葡萄糖的跨膜轉(zhuǎn)運，另一方面激活哺乳動物的雷帕霉素靶點(mTOR)，磷酸化70 ku-S6激酶(p70S6K)，發(fā)揮抑制蛋白合成，加強基因轉(zhuǎn)錄，促使β細胞肥大的生物學(xué)效應(yīng)[3]。

1.2 自噬 機體在饑餓、創(chuàng)傷、壓力等應(yīng)激狀態(tài)下，通過自噬現(xiàn)象清除體內(nèi)廢物，促進真核細胞生長發(fā)育，維持體內(nèi)物質(zhì)代謝平衡，維持細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，是真核細胞的一種正常生理現(xiàn)象[4]。自噬參與腫瘤、內(nèi)分泌、神經(jīng)、呼吸、消化、循環(huán)等多種系統(tǒng)疾病的發(fā)生，在惡性腫瘤、糖尿病、亨廷頓病、阿爾茨海默病、帕金森病、慢性阻塞性肺疾病、呼吸衰竭、脂肪肝、心肌病、心臟肥大、缺血性心肌病、心力衰竭等[5]疾病的發(fā)生發(fā)展中起著關(guān)鍵性作用。依據(jù)細胞內(nèi)物質(zhì)運送到溶酶體的途徑，自噬可分為大自噬、小自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬，其中研究最多的是大自噬。在饑餓、創(chuàng)傷、壓力等條件下，圍繞被降解物周圍逐漸形成雙層分隔膜，待雙層分隔膜完全包繞被降解物后形成自噬體。自噬體通過細胞骨架微管網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[6]將被降解物運輸至溶酶體形成自噬溶酶體，自噬體被溶酶體內(nèi)的水解酶降解，被降解物在細胞內(nèi)降解后繼續(xù)循環(huán)利用。與自噬發(fā)生密切相關(guān)的信號通路有PI3K/AKT/mTOR、NF-κB、AMPK/PKA、JNK等，其中哺乳動物雷帕霉素靶蛋白是調(diào)節(jié)細胞自噬的多條信號通路的交匯點[7]。在自噬通路中，Atg1首先與Atg13-Atg17復(fù)合物結(jié)合，促進Beclin結(jié)合vps34，同時Atg7誘導(dǎo)LC3-Ⅰ結(jié)合磷脂酰乙醇胺形成LC3-Ⅱ，二者共同促進自噬體形成,mTOR一方面阻止Atg1與Atg13-Atg17的結(jié)合，抑制Beclin的活性，同時抑制LC3-Ⅱ的表達，抑制自噬體形成。mTOR活性是調(diào)節(jié)細胞生長、增殖、凋亡、代謝和自噬的關(guān)鍵。在胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下，mTOR的活性增加，抑制自噬通路的活性。自噬對細胞的穩(wěn)態(tài)發(fā)揮重要作用，深入研究自噬的功能及作用機制可能為糖尿病的治療提供新的靶點，具有重要的臨床意義。

1.3 胰島素抵抗與自噬的關(guān)系研究 近幾年研究發(fā)現(xiàn)自噬在調(diào)節(jié)胰島素β細胞和骨骼肌、肝臟和脂肪組織等胰島素靶組織的功能上發(fā)揮重要的作用，研究表明自噬可能參與了糖尿病心肌病、糖尿病腎病等糖尿病相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)病過程[8]。2010年Ling 等[9]在基因缺陷的ob/ob肥胖小鼠和高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠肝臟組織中均觀察到Atg7表達顯著降低，隨后用shRNA抑制肥胖小鼠肝臟Atg7的表達后， 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)指標P-Eif2α、P-PERK、Chop表達顯著增高，同時AKT、P-AKT、IR等反映胰島素PI3K信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的指標顯著降低，解除Atg7的抑制后反映內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和胰島素PI3K信號通路的相關(guān)指標恢復(fù)正常，在肝臟細胞株也觀察到同樣的結(jié)果，提示自噬下調(diào)促使糖尿病小鼠的胰島素抵抗程度加深。2015年，Shi等[10]研究發(fā)現(xiàn)二氫楊梅素可以通過誘導(dǎo)自噬活躍，使AMPK通路活性增加，進而改善大鼠骨骼肌L6細胞胰島素抵抗，此后在高脂飲食喂養(yǎng)的糖尿病大鼠進行的體內(nèi)試驗觀察到同樣的結(jié)果，進一步提示自噬活性增加可通過激活A(yù)MPK通路減輕胰島素抵抗。2016年Ying 等[11]發(fā)現(xiàn)在shRNA轉(zhuǎn)染敲除胰島素受體基因的人足細胞胰島素抵抗模型中檢測自噬相關(guān)蛋白LC3、Beclin表達降低，足細胞損傷標記蛋白nephrin表達增加，加入mTOR特異性抑制劑雷帕霉素激活自噬后LC3、Beclin表達增加，nephrin表達減少，提示出自噬激活可以減輕胰島素抵抗所致的足細胞損傷，考慮自噬在糖尿病腎病的發(fā)病機制中起著重要的作用。2017年Huige等[12]研究發(fā)現(xiàn)Sestrin 2蛋白可以通過抑制mTOR的表達解除棕櫚酸酯對C2C12成肌細胞自噬的抑制，自噬活化后通過增強AMPK信號通路的活性恢復(fù)了C2C12成肌細胞的胰島素敏感性，減輕了胰島素抵抗。再次證實了mTOR的表達受到抑制可以激活自噬，并通過增強AMPK信號通路的活性減輕胰島素抵抗。

2 顆粒蛋白前體(progr anulin,PGRN)與胰島素抵抗及自噬的關(guān)系研究

2.1 PGRN PGRN又稱蛋白-內(nèi)皮素前體，1990年首次被Anakwe等[13]在豚鼠精子的合成過程中發(fā)現(xiàn)，具有生長因子的特性，是一種富含12個半胱氨酸的分泌蛋白，由顆粒蛋白GRN基因編碼，分子量為68 kD～88 kD[14-15]，高表達于體內(nèi)多種細胞如脂肪細胞、神經(jīng)細胞、上皮細胞、造血系統(tǒng)細胞和免疫細胞[16]，存在于體內(nèi)各個器官，參與腫瘤細胞的增殖、侵襲和生存，葡萄糖轉(zhuǎn)運，組織損傷修復(fù)，炎癥反應(yīng)，胚胎發(fā)育，細胞生存、增殖、分裂和轉(zhuǎn)移的調(diào)節(jié)等生理、病理過程[14]，上述作用主要通過磷脂酰肌醇3-激酶、AMPK和胞外調(diào)控激酶(ERK)信號通路發(fā)揮作用[17]。已有研究表明PGRN參與乳腺、卵巢、宮頸、胃腸道、腎臟等多種腫瘤[18-22]，肥胖、2型糖尿病、額顳葉癡呆[23-24]、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎[25]、阿爾茨海默病[26]、慢性腎功能不全[27]、低氧血癥、代謝性酸中毒、自閉癥等多種疾病的發(fā)生發(fā)展。近幾年國內(nèi)外研究指出PGRN在調(diào)節(jié)胰島素葡萄糖代謝和胰島素敏感性方面也發(fā)揮著重要作用，在2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。

2.2 PGRN與IR的研究 2009年Youn 等[28]觀察到2型糖尿病病人血清PGRN濃度顯著高于糖耐量正常者，并且內(nèi)臟脂肪堆積為主的中心性肥胖者血清PGRN濃度顯著高于消瘦者，同時發(fā)現(xiàn)PGRN與體重指數(shù)(BMI)、大網(wǎng)膜脂肪組織巨噬細胞浸潤、C反應(yīng)蛋白(CRP)水平、糖化血紅蛋白值及總膽固醇含量呈正相關(guān)，2型糖尿病受試者經(jīng)過4周的體能訓(xùn)練后，血清PGRN濃度顯著降低，首次提及PGRN與2型糖尿病發(fā)病有關(guān)。2014年Li等[29]研究發(fā)現(xiàn)PGRN水平在代謝綜合征(MS)病人中顯著增高，與體重指數(shù)、腰圍、空腹胰島素水平、空腹血糖、糖化血紅蛋白及三酰甘油呈正相關(guān)，與高密度脂蛋白呈負相關(guān)，進一步證實PGRN水平升高與2型糖尿病相關(guān)的代謝綜合征的發(fā)生相關(guān)。Todoric 等[30]研究發(fā)現(xiàn)妊娠期糖尿病病人體內(nèi)PGRN濃度與糖化血紅蛋白及空腹胰島素呈正相關(guān)，與口服葡萄糖胰島素敏感指數(shù)(OGIS)呈負相關(guān)，提示PGRN在妊娠期糖尿病的發(fā)生發(fā)展中同樣起著重要的作用。2012年Matsubara 等[31]研究發(fā)現(xiàn)肥胖大鼠的血液及脂肪組織中PGRN的濃度顯著升高，加用胰島素增敏劑吡格列酮處理后PGRN濃度可恢復(fù)至正常水平。同時發(fā)現(xiàn)敲除PGRN基因的大鼠給予高糖高脂飲食飼養(yǎng)不能誘導(dǎo)出胰島素抵抗的模型，進一步從基因水平證實了PGRN在形成胰島素抵抗中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。2015年Li等[32]用PGRN蛋白干預(yù)小鼠21 d，發(fā)現(xiàn)肝臟和脂肪組織出現(xiàn)顯著的胰島素抵抗和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，用減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的分子伴侶苯基丁酸干預(yù)后胰島素敏感性恢復(fù)，提示PGRN可能是通過PERK-Eif2α依賴的途徑引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，調(diào)節(jié)胰島素抵抗。2017年Guo等[33]研究發(fā)現(xiàn)PGRN干預(yù)小鼠可能通過降低IRS-1酪氨酸磷酸化影響胰島素PI3K信號通路，導(dǎo)致胰島素抵抗，PGRN在2型糖尿病和肥胖的發(fā)病中起著至關(guān)重要的作用，抑制PGRN的表達已成為治療2型糖尿病和肥胖的一個新的研究方向。

2.3 PGRN與胰島素抵抗及自噬關(guān)系的研究 2015年Liu等[34]研究發(fā)現(xiàn)用PGRN蛋白干預(yù)3周的小鼠出現(xiàn)糖耐量減低，肝臟自噬失衡，用TNFR1封閉肽-Fc融合蛋白競爭性阻斷PGRN與TNFR1的相互作用，胰島素敏感性和肝臟自噬恢復(fù)正常，證實PGRN通過抑制自噬引起胰島素抵抗。 Zhou等[35]通過小鼠和鼠3T3-L1脂肪細胞試驗首次提出，PGRN引起胰島素敏感性降低和自噬失衡是通過激活哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路發(fā)揮作用。2014年Li 等[36]研究結(jié)果提示自噬缺陷會觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和胰島素信號通路障礙，自噬障礙和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展中起了至關(guān)重要的作用。

3 結(jié) 語

胰島素抵抗與自噬是2型糖尿病發(fā)生發(fā)展的重要機制，明確胰島素抵抗與自噬的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對人類疾病的發(fā)生發(fā)展具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)PGRN與胰島素抵抗與自噬具有明確相關(guān)性，但是作用機制尚不明確，需要進一步研究明確PGRN對胰島素抵抗和自噬具體作用機制，這有可能為2型糖尿病的治療與預(yù)防提供新的靶點。

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