CSD基因在大鼠胰岛细胞中的表达及牛磺酸降糖机理的研究

近年来的国内外研究均显示牛磺酸能有效降低血糖，但具体的作用机制尚不明确。本课题组的前期研究结果证实牛磺酸生物合成关键酶CSD基因在大鼠胰岛细胞中存在表达，推测牛磺酸与胰岛内分泌功能密切相关，并初步证明牛磺酸能显著降低链脲佐菌素所致糖尿病大鼠血清中胰高血糖素水平。本项目在我们前期研究工作基础上，拟通过荧光双标定位、定量PCR、免疫印迹等方法明确CSD基因在大鼠胰岛细胞内的表达部位及链脲佐菌素作用后CSD基因及蛋白表达量的变化；放免法分析牛磺酸对体外培养胰岛细胞胰岛素、胰高血糖素合成及分泌的作用；定量PCR检测牛磺酸对胰岛素、胰高血糖素基因表达的影响，并在此基础上探讨牛磺酸对参与胰岛素、胰高血糖素基因转录、翻译后加工、胞吐等细胞学事件的多种调节因子的调控作用。通过上述研究阐明牛磺酸的降糖机理，为人类应用牛磺酸防治糖尿病提供理论依据。

本研究动物试验结果标明，牛磺酸能够明显降低STZ所致糖尿病模型（DM）大鼠的血糖；抑制体重下降；降低血清TG、TC、MDA，升高SOD、T-AOC、HDL水平；在对胰岛素升高不明显的同时，明显地降低了胰高血糖素水平。. 制备胰腺组织石蜡切片，HE染色表明牛磺酸能够抑制DM大鼠胰岛细胞萎缩，TUNEL检测表明牛磺酸能够明显降低胰岛细胞的凋亡百分率，进一步通过免疫组化检测表明牛磺酸能够促进抗凋亡蛋白表达（Bcl-2），抑制促凋亡蛋白的表达（Bax、Fas）。. 通过RT-PCR方法证明牛磺酸合成限速酶-半光亚磺酸脱羧酶（CSD）在胰岛细胞中存在表达，进一步通过免疫荧光三标证明CSD表达于大鼠胰岛β细胞，并通过定量PCR表明STZ处理使CSD基因表达量减少。. 体外细胞培养结果标明，培养液中添加牛磺酸能够提高胰岛细胞的抗氧化能力（SOD、GSH-Px、T-AOC、GST、HS-、GSH），在对胰岛素合成作用不明显的同时，能够抑制胰高血糖素的合成，并能够降低STZ处理的大鼠胰岛细胞中Glc基因及相关转录调节因子Pax6、HNF3及激素原转化酶Pc2基因的表达，对于蛋白的表达也得到了相同的结果。. 总的来看，大鼠胰岛β细胞能够生物合成牛磺酸，STZ处理导致胰岛细胞CSD基因表达量相对减少。补充牛磺酸能够明显降低STZ所致糖尿病大鼠血糖水平，抑制体重下降，改善脂类代谢，提高机体抗氧化能力，从而减轻糖尿病症状，其主要机制之一在于抑制胰高血糖素的合成及分泌。