PI3K在GK大鼠行RYGB術后胰島細胞變化的實驗研究

王 誠，王躍生，王樹卿

(佳木斯大學附屬第一醫院普外一科，黑龍江 佳木斯 154003)

?

PI3K在GK大鼠行RYGB術后胰島細胞變化的實驗研究

王 誠，王躍生，王樹卿

(佳木斯大學附屬第一醫院普外一科，黑龍江 佳木斯 154003)

目的：探討Roux-en-Y胃轉流術對GK大鼠胰腺磷酯酰肌醇3激酶表達的影響。方法：取24只GK大鼠，分手術組(A組，n=8)、假手術組(B組，n=8)、對照組(C組，n=8)。檢查各組大鼠術前及術后1、2、4、8周空腹血糖和糖負荷后2h血糖，術后8周處死大鼠取胰腺組織，Western blot測定磷酯酰肌醇3激酶表達量。結果：A組術后1周空腹血糖及糖負荷后2h血糖明顯下降，術后8周空腹血糖及糖負荷后2h血糖分別為(6.0±0.3)mmol/L、(7.2±0.5)mmol/L，術前術后比，差異有統計學意義(P<0.05)；術后8周，A組大鼠胰腺PI3K表達量顯著高于B、C組，差異有統計學意義(P<0.05)。結論：胃轉流術可降低GK大鼠血糖，顯著增加大鼠胰腺磷酯酰肌醇3激酶的表達量，這可能是該手術治療2型糖尿病的機制之一。

胃轉流術；Roux-en-Y；GK大鼠；2型糖尿病；磷酯酰肌醇3激酶

指南[1]指出：糖尿病共分4大類，其中2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)為臨床常見類型，主要表現為胰島素分泌減少或胰島素抵抗(insulin resistance，IR)所致的胰島素調控糖代謝能力的下降[1]。而既往基礎研究[2]證明，磷酯酰肌醇3激酶(phosphoinositide-3-kinase, PI3K)在T2DM的胰島素信號轉導通路中發揮著重要作用。亦有實驗研究證明[3]，胃轉流術(gastric bypass, GBP)后，患者IR明顯減輕，因此本試驗擬對GK大鼠( Goto-Kakizaki Rat，GK)行Roux-en-Y 胃轉流術(Roux-en-Y gastric bypass，RYGB)，分析術后PI3K的變化與否。旨在為臨床GBP治療T2DM提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 T2DM大鼠模型與分組

選8周齡GK大鼠24只。按隨機數字表分A、B、C三組，每組8只。A組為代謝手術組，B組為假手術組，C組對照組，不作手術處理。

1.2 手術方式

借鑒Bueter[4]的方法實施RYGB。麻醉成功后仰臥固定于手術臺，脫毛，開腹，分離、提起胃體，保留上部胃約20%離斷胃。距Teitiz韌帶下游8cm處離斷空腸，提起離斷遠端空腸端與上部胃作端側吻合，離斷近段空腸端與距胃空腸吻合口12cm作端側吻合，關腹，術畢。術后3d后正常進食。B組術前準備及麻醉同A組，術中同A組離斷胃及小腸后原位吻合，手術時間基本保持與A組一致。

1.3 檢測指標

取血測所有大鼠術前及術后1、2、4、8周空腹血糖(Fasting Plasma Glucose，FPG)、糖負荷后2h血糖(2-hour Postprandial Blood Glucose，2hPG)。術后16周處死大鼠取胰腺組織，Western blot法測定PI3K表達量。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 FPG及2hPG變化比較

A組RYGB后第一周即可見FPG及2hPG較前明顯下降(P<0.05)，FPG及2hPG至第4周分別降至(6.0±0.3)mmol/L、(7.0±0.4)mmol/L(P<0.05)，并趨于平穩。B組雖然在術后第一周FPG及2hPG較前有所下降(P>0.05)，但第二周復升高并持續升高。C組FPG及2hPG保持持續上升(P>0.05)。各組間比較，術后各相同時間點，A組FPG及2hPG均明顯低于B、C組(P<0.05)，B、C組間術后FPG及2hPG變化比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表1～2。

表1 各組大鼠空腹血糖值

注：A組：a與術前比較，P<0.05，a與b、c比較，P<0.05；B組：b與術前比較，P>0.05，b與c比較，P>0.05；C組：c與術前比較，P>0.05。

表2 各組大鼠糖負荷后2h血糖值

注：A組：a與術前比較，P<0.05，與b、c比較，P<0.05；B組：b與術前比較，P>0.05，b與c比較，P>0.05；C組：c與術前比較，P>0.05。

2.2 PI3K表達量

A組術后PI3K蛋白表達量較B、C組明顯增加，差異有統計學意義(P<0.05)，B、C組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。

3 討論

本試驗通過對GK大鼠行RYGB，對比術前術后血糖，證明A組較其它組，其血糖有顯著下降，而B、C組無明顯改變。證明RYGB能有效治療T2DM，這與既往大部分動物試驗[5～6]結果是吻合的。本試驗證明，GBP術后，GK大鼠PI3K的表達顯著增加。糖代謝過程中，胰島素與胰島素受體結合并激活胰島素受體，并在接下來的級聯反應中激活兩條主要信號轉導途徑: 一是PI3K途徑，另一條是有絲分裂原激活的蛋白激酶途徑(Mitogen-activated protein kinase，MAPK)。胰島素主要通過PI3K途徑介導其代謝調節作用，研究發現，抑制MAPK途徑，胰島素對糖代謝的調控并無明顯降低[7]。且有研究表明, 在IR狀態下,PI3K信號轉導途徑作用下降, 而MAPK介導的信號傳導作用則無明顯改變[8]。

PI3K大家族最早由Whitman M等發現，PI3K主要分為三大類，其中又以Ⅰ類最為常見。糖代謝過程中，胰島素與胰島素受體(Insulin Receptor，INSR)結合，INSR磷酸化，PI3K與INSR結合，經過一系列氧化還原反應后，將信號傳導至其下游的蛋白激酶B(protein kinase B, PKB)。被激活后的PKB磷酸化后活性降低，使糖原合成酶減少而活性增加，糖原合成增加，血糖降低。激活后的PKB同時也調節葡萄糖轉運蛋白(glucose transporter 4, GLUT4)從細胞內到細胞膜對糖的運輸。

胰島素信號轉導途徑中任何一個環節受到干擾，即會通過外周組織或胰島素靶器官對胰島素的敏感性或反應性降低來表現出來，因此我們可以認為，IR即是胰島素信號途徑某個環節的缺陷。同時，胰島β細胞在產生胰島素同時又接受胰島素的信息反饋[9]。綜上所述，筆者認為，GBP后，一方面，患者短期進食減少，通過反饋機制使胰島β細胞壓力減輕，另一方面，患者的胰島素信號轉導途徑改善，使胰島素調控糖代謝能力增強，如此良性循環，最終使血糖控制到正常范圍。

信號轉導途徑改善，IR減輕，血糖得以控制到正常范圍。提示GBP治療T2DM的原因可能是術后胰島信號轉導途徑改善，IR減輕，這或許是GBP治療T2DM的原因之一。考慮到本實驗標本量和觀察目標有限，而PI3K途徑有眾多酶的參與，尚需更進一步的深入研究來完善GBP治療T2DM的理論。

[1]中國2型糖尿病防治指南(2010年版)[J].中國糖尿病雜志,2012,20(1):1-36

[2]詹巾卓，李娜，孫匯，等.PI-3K轉導通路在型糖尿病發病機制中作用的研究進展[J].北華大學學報( 自然科學版)，2012，13(2)：186-189

[3]石力，湯禮軍，陳濤，等.2型糖尿病患者胃轉流術后游離脂肪酸的改變及其意義[J]. 中國普通外科雜志，2011，20(9)：960-962

[4]Bueter M，Abegg K，Seyfried F，et al. Roux-en-Y gastric bypass operation in rats[J].J Vis Exp，2012(64)：3940

[5]林浩，陳振棟，王亞洲，等.脂肪因子Chemerin與胃轉流術治療2型糖尿病大鼠作用的相關研究[J].黑龍江醫藥科學，2011，34(1)：27-29

[6]史逸華，王躍生，陳福軍.胃轉流術對2型糖尿病大鼠降糖作用及DPP-IV分泌的影響[J].黑龍江醫藥科學，2011，34(2)：65-66

[7]Pessin JE，Saltiel AR. Signaling pathways in insulin action: molecular targets of insulin resistance[J]. J Clin Invest，2000，106(2)：165-169

[8]Cusi K，Maezono K，Oaman A, et al. Insulin resistance differentially affects the pI 3-kinase- and MAP kinase- mediated signaling in human muscle[J]. J Clin Invest，2000, 105：311-320

[9]Assmann A，Ueki K，Winnay JN, et al. Glucose effects on beta-cell growth and survival require activation of insulin receptors and insulin receptor substrate[J]. Mol Cell Biol，2009，29：3219-3228

Experiment research on the variation of PI3K enzyme after RYGB in GK rats' islet cells

WANGCheng，WANGYue-sheng，WANGShu-qing

(Department Of General Surgery, The First Affiliated Hospital of Jiamusi University, Jiamusi 154007, China)

Objective：To investigate the effect of Roux-en-Y gastric bypass on the expression of phosphatidylinositol 3-kinase in the pancreas of GK rats. Methods：A total of 24 GK rats of 8 weeks old were randomly divided into 3 groups, operation group (A group, n=8), sham operation group (B group, n=8) and control group (C group, n=8). The blood glucose level of the rats from each groups were measured for the fasting blood glucose level and 2 hours after glucose load, before the operation and at an interval of 1, 2, 4, 8 weeks post-operation respectively. Post-operation 8 rats were sacrificed to extract the pancreatic tissues and the Western Blot assay was done to measure the phosphatidylinositol 3-kinase expression. Results：The fasting blood glucose level of the rats in group A decreased to (7.2±0.8)mmol/L from (12.5±1.9)mmol/L after 1 week of operation and the fasting blood glucose level was (6.0±0.3) mmol/L after 8 weeks of operation. The difference between the pre-operative and post-operative blood glucose levels was statistically significant (P<0.05).After 1 weeks of operation, the blood glucose level of 2 hours after glucose load was reduced to (6.9±0.4) mmol/L from (14.4±1.7)mmol/L.After 8 weeks, the blood glucose level of 2 hours after glucose load was (7.2±0.5) mmol/L; there was statistically significant difference between the pre-operative and post-operative blood glucose levels(P<0.05). At 8 weeks post-operation, the expression of PI3K protein in A group rats were significantly higher than those in group B and group C rats, and the difference was statistically significant(P<0.05). Conclusions：The gastric bypass surgery can reduce the blood glucose level of GK rats and significantly increase the 3 kinase expression. This may be one of the mechanisms for the treatment of type 2 diabetes mellitus.

gastric bypass, Roux-en-Y, GK rats, type 2 diabetes mellitus, phosphatidylinositol 3-kinase

王誠(1988～)男，黑龍江佳木斯人，在讀碩士研究生，住院醫師。

王樹卿(1958～)男，黑龍江佳木斯人，碩士，主任醫師，碩士研究生導師。E-mail:76213648@qq.com。

R656.6+1

A

1008-0104(2016)06-0100-02

2016-06-18)