Exendin-4类似物—重组胰生定多肽（EXf）抗糖尿病作用的药效学评价及其机制的初步研究

Exendin-4（EX-4）作为肠降糖素的拟似物,已用于临床治疗2型糖尿病。EX-4与一种哺乳动物肠降糖素—胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1,GLP-1）一样,能激活GLP-1受体（GLP-1 receptor,GLP-1R）,作为调控血糖的药物使用。EXf是EX-4全长3/4的多肽片段,本研究的目的是评价EXf在体内和体外的生物学活性。 在整体动物水平的研究发现,EXf在0.125-2.0 mcg/kg剂量范围内,单次皮下注射,能使正常小鼠、肥胖性胰岛素抵抗MSG小鼠和自发性2型糖尿病KKAy小鼠的血糖有一定的降低作用。即使对于类似人类1型糖尿病的四氧嘧啶高血糖小鼠模型,EXf也能引起剂量依赖性的血糖降低。EXf能使正常小鼠和肥胖性胰岛素抵抗MSG小鼠口服葡萄糖负荷后的血糖升高幅度有明显的降低,且量效关系非常明显,EXf和EX-4在相同剂量下的作用相似。EXf还可引起正常ICR小鼠和KKAy小鼠糖负荷后Ⅰ相胰岛素分泌明显增加,分别为3倍和2倍。EXf虽不能抑制黑色半固体食糜在正常小鼠胃中的排空,但可使其在小肠中的推进速率呈剂量依赖性减缓。然而EXf长期给药的结果表明,在所用的剂量范围内,对KKAy小鼠和四氧嘧啶高血糖小鼠的清晨非禁食血糖无明显影响。 GLP-1作为可使细胞内腺苷酸环化酶活化的胃肠激素,在调节胰岛β细胞功能方面发挥着重要作用,如通过调节大鼠胰岛素基因Ⅰ启动子（rat insulinⅠgenepromoter,RIP1）区域的cAMP反应元件（cAMP response element,CRE）来刺激胰岛素基因的转录。本研究通过瞬时转染的方法发现,在小鼠源性的胰岛β细胞株NIT-1中,EXf能促进RIP1-CRE调控的GFP报告基因的转录活性,且量效关系明显,GLP-1R的阻断剂EX（9-39）能阻断此作用,表明EXf属于GLP-1R的激动剂。尽管EXf引起NIT-1细胞内的第二信使cAMP水平升高,但cAMP-PKA途径似乎不参与EXf对RIP1-CRE调控转录活性的促进作用。 有研究表明GLP-1R的激动对维持胰岛β细胞的数量也起着重要作用。在整体水平,根据对胰岛素需求量的动态变化,机体通过增殖和凋亡两条途径在不停重塑β细胞的数量。本研究也评价了当促凋亡因子放线菌素D和H2O2作用细胞时,EXf是否有保护作用。结果表明在NIT-1细胞,EXf能改善促凋亡因子引起的细胞活力下降和减少促凋亡因子引起的DNA片段化。EXf预防凋亡发生的机制与增加促存活蛋白PKB的表达、减少细胞内caspase-3的含量有关。本研究发现,与以往肠降糖素对抗凋亡的研究报道不同,EXf不需预先与细胞作用就可起到对抗凋亡的作用。 总之,EXf作为EX-4的类似物,在整体动物水平有着与EX-4相似的血糖调节作用和生物学活性。在离体水平,EXf可增强RIP1-CRE介导的转录活性,有望改善β细胞的分泌功能;EXf可对抗凋亡,有望增加β细胞的量。综上所述,EXf作为肠降糖素的可替代多肽,在体内外均保留了EX-4的生物学活性,具有用于治疗糖尿病的潜在价值。