JNK通过抑制胰岛素信号通路介导了高糖和软脂酸诱导的胰岛β细胞凋亡

2型糖尿病发病与患者体内的高血糖和高血脂密切相关,体内长期高血糖和高血脂能够诱导胰岛β细胞和各种外周组织中产生内质网应激以及氧化应激,从而造成胰岛β细胞功能障碍和外周组织胰岛素抵抗。胰岛β细胞功能障碍是2型糖尿病发生的必要条件,胰岛β细胞凋亡是造成胰岛素分泌能力绝对下降的重要因素,因而β细胞凋亡在2型糖尿病发病的机制中起着重要的作用。现有证据表明内质网应激与氧化应激通过激活c-Jun氨基端激酶(c-Jun NH2-terminal Kinase, JNK),从而抑制胰岛素生物合成和干扰胰岛素作用通路,因此JNK在胰岛β细胞功能障碍和凋亡以及胰岛素抵抗中起着关键作用,然而JNK通过哪些下游信号通路以诱导β细胞凋亡,目前还不清楚。本研究以小鼠胰岛瘤细胞(Min6)和大鼠原代胰岛β细胞为实验材料,研究了JNK信号通路在介导高浓度葡萄糖和饱和脂肪酸(软脂酸)诱导胰岛β细胞凋亡中的可能机理。结果显示,高糖和软脂酸能显著诱导胰岛β细胞凋亡的发生。采用Western Blot技术分析细胞内质网应激标志物PERK和eIF2α的磷酸化水平,发现在高糖和软脂酸处理下,这两者的磷酸化水平显著上升,从而验证了高糖和软脂酸能诱导胰岛β细胞发生内质网应激。通过检测胰岛β细胞中JNK的磷酸化水平,发现高糖和软脂酸能激活胰岛β细胞JNK活性。本实验还采用JNK特异抑制剂(SP600125)处理胰岛β细胞,检测了JNK是否能通过磷酸化胰岛素受体底物(Insulin Receptor Substrate-1, IRS-1)上Ser307位点而使胰岛素信号通路受阻。结果显示,高糖和软脂酸能诱导胰岛β细胞IRS-1的Ser307位点磷酸化,而JNK特异抑制剂能有效抑制IRS-1的Ser磷酸化,说明高糖和软脂酸通过JNK依赖方式诱导了胰岛β细胞IRS-1 Ser磷酸化,从而抑制了胰岛素信号通路。已有研究显示,IRS-1突变体的小鼠中胰岛β细胞数量和体积均下降,出现了凋亡。因此我们的实验可以得出,JNK信号通路可能通过抑制胰岛素信号通路从而介导了高糖和软脂酸诱导的胰岛β细胞凋亡。