NMDA受体长时间激活诱导小鼠胰岛β细胞去分化的作用

摘要

目的:β细胞去分化是糖尿病β细胞丢失的关键病理机制之一。N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-Daspartate,NMDA)受体长时间激活在糖尿病发生和发展中扮演着重要角色,但其机制尚未完全阐明。本研究旨在探讨NMDA受体长时间激活对胰岛β细胞去分化的影响及其作用机制。方法:将雄性C57BL/6小鼠随机分为正常对照组(Control组)和NMDA组,每天于小鼠腹腔注射NMDA(8 mg/kg体重)或同等体积生理盐水,连续注射6个月。第6个月末进行葡萄糖耐量试验及使用酸联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测血清中胰岛素分泌情况,并取胰腺组织进行免疫荧光染色检测胰岛素(insulin)、胰高血糖素(glucagon)和增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)表达情况;采用real-time PCR检测胰岛β细胞、α细胞及胰岛祖细胞标志物mRNA表达。用NMDA处理原代胰岛观察NMDA对胰岛β细胞去分化的影响,再在细胞水平使用核因子kappa-B(nuclear factor kappa-B,NF-κB)抑制剂BAY 11-7082,通过检测胰岛素分泌情况以及内分泌细胞标志物的表达探讨NMDA诱导胰岛β细胞去分化的机制。结果:与对照组相比,NMDA处理组小鼠注射葡萄糖后各个时间点的血糖值均增高,且糖耐量曲线下面积显著增加(均P<0.05)。NMDA组小鼠在葡萄糖注射后30 min血清中insulin含量以及胰岛素刺激指数显著低于对照组(均P<0.05)。Insulin与glucagon免疫双荧光染色结果显示:小鼠腹腔注射NMDA 6个月后,小鼠胰腺组织中insulin阳性的β细胞数量明显减少,而glucagon阳性的α细胞数量明显增加。Real-time PCR结果显示,腹腔注射NMDA 6个月后,小鼠胰腺组织中β细胞标志物(Insulin、Pdx1、Neurod1和Mafa)显著下调,而胰腺祖细胞标志物(Neurog3、Gata6、Hnf4a、Notch1和Hes1)和α细胞标志物(Glucagon、Arx、Irx2、Mafb、Pou6f2、Fev、Kcnj3和Sv2b)显著上调。NMDA处理原代小鼠胰岛48 h可以诱导β细胞标志基因表达显著下调(P<0.05或P<0.01),伴随着胰腺祖细胞标记物和α细胞标志物的显著上调(P<0.05,P<0.05或P<0.001)。NF-κB抑制剂BAY 11-7082能显著减轻NMDA处理胰岛48 h后β细胞标志物表达的下降(均P<0.05)和胰岛α细胞和胰腺祖细胞标志物表达的上调(P<0.05或P<0.01)。结论:NMDA受体长时间激活诱导胰岛β细胞去分化,其机制有赖于NF-κB的介导。