据WHO报道,目前全球糖尿病患者约2亿,并且以每年200万人的速度增加,预计到2025年可达3亿。我国的糖尿病患者已经超过4000万,糖尿病人总数仅次于印度列世界第二位。居高不下的病人死亡率使得糖尿病已经成为了现代社会医疗系统的巨大负担。　　 目前补充胰岛素的治疗方案并不能逆转或防止由于慢性血糖失控导致的众多并发症,包括视网膜病变,神经系统病变,肾功能衰竭,心、脑血管系统疾病。胰腺移植和胰岛细胞移植是近来发展起来并被证明能有效地改善糖尿病患者的生活质量,是获得稳定血糖水平和避免低血糖发作,降低各种急慢性并发症的有效外科治疗方法。　　 胰岛细胞移植手术简单,安全及可重复性而更易于接受,胰岛细胞移植比胰腺移植更简单、安全,是当今世界糖尿病治疗领域研究的主流方向之一,可望成为治疗糖尿病的根本途径。但是胰岛细胞移植也面临着众多难题需要我们去探索解决,如胰岛细胞移植后受到炎症反应自身免疫介导的破坏和免疫排斥。移植供体十分匮乏,而目前的移植方案却需要大量的供体,这就极大地限制了胰岛细胞移植更为广泛的开展。本研究利用基因工程的方法对从供体分离而来的胰岛细胞进行预处理及基因修饰增加胰岛细胞功能或降低免疫原性,从而增强胰岛移植物的原发功能。　　 第一部分解偶联蛋白2增强β细胞胰岛素分泌功能及改善胰岛移植物原发功能的研究。　　 目的:　　 保存并增强胰岛移植物的原发功能不仅对提高胰岛移植的结果至关重要,同样也有利于减少胰岛移植后胰岛素不依赖所需的胰岛量,尤其是在当前胰岛供体有限的情况下。UCP2通过使呼吸链中氧化磷酸化过程解偶联,影响线粒体内三磷酸腺苷(ATP)生成,ATP／ADP比值下降,影响KATP通道关闭,并最终使胰岛素分泌减少,对胰岛素分泌有负调节作用。本研究利用UCP2基因敲出小鼠(UCP2-KO)同种同基因胰岛移植模型评估了UCP2在胰岛细胞移植中改善移植物原发功能的重要性。　　 方法:　　 分离提取UCP2-KO或UCP2-WTC57BL／6小鼠胰岛细胞,通过同种同基因胰岛移植模型和体外培葡萄糖刺激下胰岛素分泌实验,评估UCP2增强胰岛素分泌功能和改善移植物原发功能的重要性。　　 结果:　　 UCP2的缺乏改善了胰岛移植物的原发功能。葡萄糖可以上调UCP2基因的表达。UCP2-KO小鼠胰岛细胞分泌胰岛素增加。UCP2-KO小鼠胰岛细胞短时间或长时间暴露在高糖环境下仍保持胰岛素分泌的能力。UCP2-KO小鼠胰岛细胞能抵抗高糖和炎症前因子诱导的死亡。高糖刺激下UCP-KO小鼠Bcl-2基因表达上调。　　 结论:　　 UCP2缺失可以保护边缘数量胰岛移植后的原发功能。基于UCP2功能的新型策略也许能改善移植胰岛的原发功能,从而减少移植所需的胰岛数量。UCP2可能会成为治疗糖尿病的新靶点。　　 第二部分ω-3多不饱和脂肪酸增强胰岛功能的研究。　　 目的:　　 构建表达秀丽隐杆线虫(C.elegans)脱饱和酶基因的转基因小鼠模型,它在体内可以合成ω-3脂肪酸脱饱和酶(fat-1)。ω-3脂肪酸脱饱和酶可以将ω-6多不饱和脂肪酸转变成相应的ω-3多不饱和脂肪酸。借助这样独特的动物模型,评估了ω-3多不饱和脂肪酸含量的提高是否直接影响了胰岛β细胞的功能和存活。　　 方法:　　 构建表达秀丽隐杆线虫(C.elegans)脱饱和酶基因的转基因小鼠模型,对编码fat-1基因的cDNA进行了优化,使得在哺乳类细胞中的转录翻译效率更高。同时构建了带有mfat-1基因的腺病毒载体Ad-mfat-1,感染大鼠胰岛素瘤细胞系(INS-1)或野生型小鼠胰岛,研究表达mfat-1基因对于胰岛细胞在各种刺激下的胰岛素分泌功能和存活情况。　　 结果:　　 mfat-1转基因组织细胞中ω-3PUFAs含量升高,ω-6／ω-3比例降低。胰岛细胞中ω-3 PUFAs含量升高增强了胰岛素分泌功能。表达mfat-1的细胞能抵抗炎症前因子诱导的死亡。表达mfat-1的细胞中ERK1／2和IκB-α表达减弱。mfat-1通过降低ω-6PUFAs含量来调控PGE2介导的炎症反应。表达mfat-1的细胞中PDX-1、GK和insulinl表达上调。　　 结论:　　 从临床治疗的角度上,通过带有mfat-1基因的腺病毒感染胰岛从而使β细胞表达mfat-1有着非常诱人的临床应用前景。通过基因工程在体外修饰分离纯化的胰岛从而增强胰岛的胰岛素分泌功能和提高胰岛存活率一直都是克服胰岛移植后炎症破坏和胰岛短缺的努力方向。