妊娠期血糖代谢的适应性改变深刻地影响着孕妇、胎儿、新生儿的健康。随着现代生活方式的变化,孕妇妊娠期首次被发现血糖不耐受或糖尿病(GDM)日益增多,相关妊娠并发症持续升高,严重危害妇幼和公众健康。但当前对妊娠期血糖代谢适应性变化的分子基础及作用机制尚缺乏调查。基因组关联分析曾证实,褪黑激素受体MTNR1B基因的单核苷酸多态性与2型糖尿病(T2DM)/妊娠糖尿病(GDM)的发生显著相关。MTNR1B在人体胰岛β细胞以及胚盘中都特异地进行表达,其信号通路在T2DM以及GDM发生中的作用机制尚不明确。我们前期在临床调查中发现,西南地区的孕妇中,MTNR1B基因突变显著地影响着孕期空腹血糖浓度和胰岛素早期的释放水平,其影响作用和关联方式与非妊娠期的情况存在一些明显的差异。因此,调查褪黑激素-MTNR1B信号通路对妊娠血糖代谢的独特影响,及其在GDM和T2DM发生中不同的作用机理,有益于了解妊娠血糖代谢适应性变化的分子基础,提高临床诊治和改善糖尿病的结局。由于高雌激素水平是妊娠期与非妊娠期以及GDM与T2DM发生最主要的差异因子,我们由此提出假设,雌激素-雌激素受体以及褪黑激素-MTNR1B之间的信号通路可能在孕期存在相互作用,共同参与调节妊娠期胰岛素的释放和分泌。研究方法:(1)根据前期在中国西南地域孕妇群体中观察到的MTNR1B基因变异影响妊娠期空腹血糖水平和早期胰岛素释放的特征,我们进一步在体外培养的不同胰岛细胞系以及原代胰岛中,检测和分析不同种类的雌激素对褪黑激素-MTNR1B抑制胰岛素分泌的影响作用的变化。(2)在上述实验结果的基础上,我们筛选采用不同浓度的雌三醇处理小鼠胰岛细胞系和小鼠原代细胞,观察褪黑激素-MTNR1B通路抑制胰岛素释放的作用与相关信号分子的改变状况,寻找雌三醇-雌三醇受体以及褪黑激素-MTNR1B之间信号通路的相互作用途径。研究结果与结论:本课题通过体外糖刺激实验,在小鼠胰岛细胞系和小鼠原代胰岛细胞中,均验证了褪黑激素-MTNR1B通路对胰岛素分泌的抑制作用;而不同种类的雌激素在不同浓度下,对胰岛素分泌产生不同的影响。其中,高浓度雌三醇对胰岛素分泌具有明显的抑制作用,而较低浓度的雌三醇反而会促进胰岛素分泌。同时,不同浓度雌三醇处理,也显著地影响了褪黑激素-MTNR1B通路抑制胰岛素分泌的作用。进一步实验表明,雌三醇处理影响胰岛素分泌相关的G蛋白偶联途径,其中,高浓度雌三醇刺激后非磷酸化Akt和ERK1/2蛋白表达减弱,低浓度雌三醇处理后将上调上述蛋白的表达但影响不显著。后续实验将进一步研究细胞膜上雌三醇及其主要受体和MTNR1B之间可能的相互作用方式以及下游的信号分子的改变途径。