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胰高血糖素样肽(glucagon like peptide-1,GLP-1)是肠道朗格汉斯细胞(Langerhans cell)分泌的一种具有多种生物学功能的活性肽。近年来它对糖尿病,特别是Ⅱ型糖尿病的治疗作用日益受到关注。本研究欲通过将人工合成GLP-1的截短肽(sGLP-1)作用于Ⅱ型糖尿病大鼠和胰岛β细胞系,从而研究其对Ⅱ型糖尿病的治疗作用和机理。在实验中,应用GK大鼠Ⅱ型糖尿病模型,以人工重组胰高血糖素样肽(rhGLP-1)为阳性对照品,对sGLP-1在Ⅱ型糖尿病治疗中的作用进行了对比药效学分析。此外,还应用体外培养胰岛β细胞系βTc3细胞、细胞增殖蛋白Ki-67和细胞凋亡蛋白Caspase-3,分别探讨了sGLP-1对胰岛β细胞增殖和凋亡的影响,进而从促进胰岛β细胞增殖和抑制胰岛β细胞凋亡方面探索sGLP-1对Ⅱ型糖尿病的治疗机理。主要内容及结果如下:(一)sGLP-1对Ⅱ型糖尿病的治疗作用1.正常BALB/c小鼠按血糖水平均衡的原则分组,给予不同剂量的sGLP-1 1次,15min后测血糖值。结果发现,给予正常小鼠不同剂量的sGLP-1对正常小鼠血糖值影响不明显(P>0.05)。2.正常小鼠腹腔注射葡萄糖后立即皮下注射sGLP-1 (35μg·kg-1)、rhGLP-1(35μg·kg-1)或优降糖(50μg·kg-1),结果发现给药组在给予葡萄糖30min、60min、120min时的血清葡萄糖值均明显低于皮下注射生理盐水对照组(P<0.01);与仅空腹注射生理盐水组小鼠血清葡萄糖值比较无明显差异,但优降糖组有出现低血糖的趋势。3. GKⅡ型糖尿病大鼠连续皮下注射sGLP-1 (25μg·kg-1)或rhGLP-1(25μg·kg-1),3周后给药组大鼠血清葡萄糖值明显低于生理盐水对照组(P<0.01)。4.连续皮下注射sGLP-1(25μg·kg-1)或rhGLP-1(25μg·kg-1)3周后,改为间隔给药。结果发现,间隔1天给药一次2周后两个给药周组大鼠均仍能维持血清葡萄糖的正常水平(与生理盐水对照组比较,P<0.01);每周给药(50μg·kg-1)两次,1个月后发现仅给予sGLP-1的GKⅡ型糖尿病大鼠血清葡萄糖值能维持正常水平(与生理盐水对照组比较,P<0.01),而给予rhGLP-1组大鼠血清葡萄糖值明显升高。停药3周后,给予sGLP-1的GKⅡ型糖尿病大鼠血清葡萄糖值仍然能维持在接近正常水平(与生理盐水对照组比较,P<0.01)。5. GKⅡ型糖尿病大鼠连续皮下注射sGLP-1(25μg·kg-1)或rhGLP-1(25μg·kg-1),3周后进行空腹糖耐量试验。结果表明,sGLP-1和rhGLP-1均能够明显改善GKⅡ型糖尿病大鼠的糖耐量(与生理盐水对照组比较,P<0.01)。6. GKⅡ型糖尿病大鼠连续皮下注射sGLP-1(25μg·kg-1)、rhGLP-1 (25μg·kg-1)或生理盐水对GKⅡ型糖尿病大鼠正常胰岛素水平无明显影响(P>0.05)。7. GKⅡ型糖尿病大鼠连续皮下注射sGLP-1(25μg·kg-1)、rhGLP-1 (25μg·kg-1)或生理盐水对GKⅡ型糖尿病大鼠体重无明显影响(P>0.05)。(二)sGLP-1对胰岛β细胞增殖和凋亡的影响1.用MTT法观察受试品对βTc3细胞增殖的影响,结果发现受试品sGLP-1能明显促进体外培养的βTc3细胞增殖,但量效关系不明显。2.大鼠胰腺石蜡切片HE染色显示连续注射sGLP-1(25μg·kg-1)的实验组大鼠胰岛明显大于连续注射安慰剂的模型对照组大鼠胰岛。实验组大鼠胰岛呈不规则形态,多围绕胰胰小导管分布,胰岛之间有扩散、相互连接的趋势,这种结构极少见于对照组且特征不明显。3.免疫荧光染色技术标记Caspase-3(绿)和Insulin(红),荧光显微镜观察显示实验组大鼠胰腺胰岛素(Insulin)阳性β细胞形成形状不规则的聚集体,且明显大于对照组;实验组大鼠胰岛β细胞聚集体中仅有部分呈Caspase-3阳性,而对照组大鼠胰岛β细胞聚集体则全部呈Caspase-3阳性;此外,对照组大鼠胰岛β细胞的Caspase-3荧光标记强度明显高于实验组。4.免疫荧光染色技术标记Ki-67(红)和Insulin(绿),荧光显微镜观察显示实验组大鼠胰腺Ki-67阳性β细胞周围分布有大量的Insulin阳性β细胞,而其本身则表现为Insulin阴性;对照组大鼠胰腺Ki-67阳性β细胞周围虽然也分布有Insulin阳性β细胞,但数量明显少于实验组,且对照组Ki-67阳性β细胞荧光强度也要弱于实验组。结论:本研究证实sGLP-1对血糖及糖耐量水平有明显的调节作用,不会引发低血糖,对体重影响不大;证实sGLP-1能够促进体外培养的βTc3细胞增殖,能够促进GKⅡ型糖尿病大鼠胰岛β细胞的增殖和抑制其凋亡。