周期素依赖性蛋白激酶 5(Cdk5)在2型糖尿病发病的作用机制及其治疗的研究

糖尿病威胁现代人类健康，其病理生理基础是胰腺β细胞损害和凋亡、数量减少从而引起胰岛素分泌减少。近年来的研究发现，周期素依赖性蛋白激酶5(cyclin-dependent kinases 5, Cdk5)的活性可抑制胰岛素分泌，可能在T2DM的发病中有着重要作用。Cdk5是细胞周期依赖性蛋白激酶的家族成员，被其激动亚基p35所激活发挥其生理作用。氧化应激可使p35裂解为p25，从而过度激活Cdk5,导致细胞凋亡。本项目的前期研究已证实，在胰岛β细胞中过度表达p35或用高糖刺激均可增加Cdk5的活性、抑制胰岛素的分泌。本项目拟通过体外和体内试验，研究Cdk5 在高糖诱导氧化应激下在T2DM发病过程中的作用及可能的机理，并以Cdk5为治疗靶点,研究CIP(Cdk5 Inhibitory Peptide)对T2DM发病机制中相关环节的抑制和阻断作用,从分子水平寻求T2DM防治的新途径。

糖尿病是目前危及人类健康的重大疾病，对该病的发病机制和治疗的研究中均存在许多疑难问题尚未解决，本课题在前期工作的基础上，通过探讨CDK5在2型糖尿病发病机制中的作用，从而针对CDK5/p25活性的有效抑制开展以CDK5为靶点在分子水平治疗2型糖尿病的研究，找到一种新的治疗糖尿病的途径。.本课题建立了高糖诱导的糖尿病细胞模型（应用胰岛beta细胞株，Min 6细胞），以此为基础测试了CDK5/p35及CDK5/p25的表达水平，细胞凋亡，胰岛素的分泌水平；成功构建了Cdk5的抑制短肽CIP与载体真核细胞转染体系，并将重组腺病毒转染至细胞模型和糖尿病小鼠模型，测定了重组表达的CIP对CDK5/p25活性的抑制和对细胞凋亡的保护作用，以及调节胰岛素分泌水平。结果显示：高糖可以增高p35的表达水平并诱导p25的表达，导致CDK5的过度活化，从而增加细胞凋亡，并抑制胰岛素的分泌水平；重组表达的CIP可以特异性地抑制CDK5/p25的过度活性，减少细胞凋亡，提高胰岛素的分泌水平，提示CIP能够通过特异性抑制CDK5/p25的活性，有望成为治疗糖尿病的新靶点。.本研究的创新点：在国际首次发现高糖能够诱导胰岛beta细胞p25的表达、导致CDK5的过度活化、从而增加β细胞的凋亡，并抑制胰岛素的分泌水平，揭示了p25及p25/Cdk5 在2型糖尿病发病机制中的重要作用；首次完成了CIP基因与pAdTrack-CMV病毒载体的重组、转染到Min6细胞（胰岛β细胞）和糖尿病小鼠模型中，并发现CIP能特异性地抑制Cdk5/p25过度活性，减少细胞凋亡，增加胰岛素分泌等保护作用。.发表科技论文7篇，其中SCI论文2篇，培养硕士研究生3人。获得2013年宁夏医学科技奖1等奖、优秀论文奖1， 2等奖。