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过氧化物体增殖物活化受体γ共活化因子-1α(peroxisomeproliferatorsactivatedreceptorgammacoactivator-1alpha，PGC-1α，PPARGC-1α)是1998年Puigserver等利用酵母双杂交技术，以PPARγ为诱饵蛋白，对从褐色脂肪组织中构建的cDNA文库进行筛选，得到一个新蛋白，在褐色脂肪细胞(brownadiposecell)能与解偶联蛋白1(uncouplingproteinl，UCP1)的增强子上的PPARγ/RXR的结合元件结合，是属于一种核调节因子的—转录共活化因子(transcriptionalcoactivator)蛋白。研究表明，PGC-1α能与多种核受体结合，包括PPARγ、PPARα、RAR(Retinoicacidreceptor)、肝细胞核因子HNF4α(Hepaticnuclearfactor4α，HNF4α)、糖皮质激素受体(GR)、盐皮质激素受体(MR)、雌激素受体(ER)、雌激素受体相关受体α(ERRα)和甲状腺素受体(TR)等。PGC-1α具有调控许多生理过程，包括适应(非震颤性)产热与线粒体生物合成、肌肉纤维细胞分化和肝脏糖异生的处理等功能。
胰岛β细胞可感受血浆葡萄糖浓度的波动，并根据血糖水平而分泌胰岛素。在这一过程中，葡萄糖被β细胞摄取，发生糖酵解产生丙酮酸，丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中被氧化脱羧形成乙酰CoA，乙酰CoA参加三羧酸循环，产生大量的ATP，细胞内的ATP：ADP比值增加，使ATP敏感的K+通道关闭，抑制K+外流，细胞膜发生去极化，打开电压依赖性Ca2+通道，刺激胰岛素释放。所以影响β细胞中ATP的合成亦可能影响胰岛素的分泌过程。而PGC-1α最重要的分子生物学功能是刺激线粒体的生物合成和增强线粒体的代谢活性，从而影响ATP的合成。因此探讨胰岛β细胞中PGC-1α表达及其功能具有重要生物学意义。
本文第一部分研究中，采用胰管内灌注胶原酶消化和Ficoll400不连续密度梯度离心法进行大鼠胰岛分离和纯化，胰岛产量为500islets(直径≥150um)/胰腺，纯度为100％，并且胰岛的生物学活性良好，保证进一步进行PGC-1α在胰岛细胞中表达调控等研究的科学性和可靠性。
第二部分研究中，首次发现PGC-1αmRNA在胰岛细胞中有高表达，基本与心脏、肝脏、肾脏、骨骼肌、褐色脂肪组织中表达相接近。提示PGC-1α可能参与胰岛细胞重要生物学功能，即与胰岛素分泌有关。
在体外实验中，我们通过加入能改变β细胞胰岛素释放影响因子如营养成分和激素等，进一步探讨胰岛素分泌与PGC-1α表达关系。结果表明，用含有不同葡萄糖浓度的无血清DMEM培养基培养胰岛72h，在中等浓度葡萄糖(15.3mmol/1)培养下，PGC-1α表达明显增加，高于葡萄糖浓度为5.5mmol/1时。但葡萄糖浓度为25mmol/1时，PGC-1α表达下降，甚至低于葡萄糖浓度为5.5mmol/1时的表达。加入不同浓度的脂肪酸，胰岛中PGC-1α表达随着脂肪酸浓度升高而显著增加，且呈剂量依赖性。最大增加幅度约为2倍，中等浓度的脂肪酸培养的与对照组相比具有显著性意义，而高浓度脂肪酸培养时与对照组相比PGC-1α表达增加具有极显著性意义。在含有激素GLP-1培养胰岛24h，胰岛中的PGC-1αmRNA表达也随着GLP-1浓度升高而增加。但是，加入不同浓度的Forskolin和地塞米松培养胰岛24h，胰岛中的PGC-1α表达无明显改变。上述结果进一步证明胰岛素分泌改变与PGC-1α表达水平有关。整体实验也发现，大鼠禁食后不但肝脏中，而且胰岛中的PGC-1α表达均显著升高。大鼠禁食1日后再给予饮食，肝脏和胰岛中的PGC-1α表达迅速回落，与未禁食的对照组相比无显著性意义，也证明了PGC-1α表达的改变，与胰岛素分泌的过程有密切联系。
为了进一步明确PGC-1α如何影响胰岛素分泌，本文的第三部分具体研究了高表达PGC-1α与胰岛素分泌的关系。用腺病毒载体在胰岛细胞中成功地高表达PGC-1α后，发现不能影响低糖(5.5mmol/L)引起胰岛素分泌，而能增强高糖(25mmol/L)刺激胰岛素分泌。在对高表达PGC-1α这种促进高糖刺激胰岛素分泌的作用机制研究发现，在胰岛细胞中高表达PGC-1α后，胰岛细胞的葡萄糖转运子(GLUT2)和葡萄糖激酶(GK)表达均无明显改变。但在慢性高血糖时，可引起己糖激酶(HK)活性升高，增加葡萄糖酵解，而促进胰岛素分泌。所以高表达PGC-1α促进胰岛素分泌机制，可能是其与已活化的HK相互作用而实现。
UCP2是线粒体内膜上一种解偶联蛋白，其可将线粒体内膜外的质子转运至内膜，降低质子梯度。在β细胞中过量表达UCP2会使ATP合成减少，下调葡萄糖刺激的胰岛素分泌。我们研究发现，胰岛细胞中高表达PGC-1α，线粒体内膜上的解偶联蛋白(UCP2)表达无明显改变。因此，提示高表达PGC-1α后，刺激了胰岛β细胞的线粒体生物合成和氧化代谢活性，而不能诱导UCP2，从而细胞内的ATP增加，促进胰岛素的释放。
综上所述，在胰岛细胞中高表达PGC-1α，可以刺激线粒体的生物合成和氧化磷酸化能力，使细胞内ATP增加，从而增强高糖浓度刺激胰岛素的分泌。因为糖尿病主要特征就是高血糖和胰岛素分泌相对或绝对不足所致，所以PGC-1α这一功能为治疗和预防糖尿病提供一种可能途径。