开题报告内容:
*课题背景
随着饮食结构,生活环境的改变,全球糖尿病发病率增长迅速,糖尿病已经成为继肿瘤、心血管病变之后第三大严重威胁人类健康的慢性疾病。长期以来,人们主要通过注射胰岛素及口服四大类降糖药来控制血糖,但传统药物各有缺点,胰岛素给药不便,而且容易引发低血糖;磺酰脲类、瑞格列奈和纳格列奈等胰岛素促分泌剂可以口服,但是依赖残余胰岛beta;细胞的存在,而且容易引发低血糖,此外还常会出现继发性失效;二甲双胍类不良反应严重:诱发乳酸性酸中毒;ɑ-葡萄糖甘酶抑制剂和噻唑烷二酮类药物不能从根本上降低血糖。而最新上市的胰岛血糖素样肽-1(GLP-1)类似物对传统降糖药疗效不佳的2型糖尿病效果优异,单独使用均不易发生低血糖,但是性质不稳定、保存要求高、作用时间短、需要注射给药。面对现状,降糖药物市场正在寻求一种方便、高效、作用时间长、性质稳定的口服药物[1]。
藻蓝蛋白(Phycocyanin,CPC)是从螺旋藻中分离出的一种深蓝色粉末,具有无毒、高效的特点,它既是一种蛋白质,又是一种极好的天然食用色素,同时又是良好的保健食品。CPC是一种营养丰富的蛋白质,其氨基酸组成齐全,必需氨基酸含量高。可以帮助调节、合成人体代谢所需要的多种重要的酶,对抑制癌细胞的生长和促进人体细胞再生、保养卵巢、促进人体内合成弹力蛋白具有重要作用[6]。CPC具有抗癌、促进血细胞再生、抗氧化,清除自由基,以及抗过敏的功效[6,7]。它作为一种有效的抗氧化剂,在清除自由基和抗炎症的同时,可保护DNA免受氧化损伤[8]。氧化应激不仅可以直接导致胰岛beta;细胞的损伤,又可以通过其他途径造成胰岛beta;细胞损伤,以及胰岛素基因转录障碍,胰岛素合成和分泌减少等状况,这些都是导致糖尿病发生的主要病因[3,4]。现有大量实验表明,CPC对2型糖尿病大鼠模型有显著的治疗效果[9]。
丙酮醛(Methylglyoxal,MG)是高级糖基化终产物(advancedglycationend-products:AGEs)的前体物质,是胞内AGEs的主要来源,其在体内非正常累积参与很多组织和器官的损伤过程。已知MG是在现代饮食中普遍存在的化合物,该化合物在腹部肥胖、胰岛素抵抗、与2型糖尿病的发展过程中可能发挥重大作用[10]。另有细胞实验证明,MG不仅参与2型糖尿病的各种并发症的发病机制,也能通过促进beta;细胞障碍而使病情恶化,其不仅损伤胰岛素功能,也能抑制胰岛素分泌[11]。
*研究现状及意义
有大量实验表明[12,13],CPC对2型糖尿病大鼠模型有显著的治疗效果。实验证明,经PC和二甲双胍治疗后,大鼠胰岛细胞NFkappa;B表达较糖尿病模型组均明显降低,而Ikappa;B表达较糖尿病组显著增强,表明CPC可抑制2型糖尿病大鼠胰岛细胞Ikappa;B/NFkappa;B通路的活性,对胰岛细胞具有一定的保护作用。大鼠胰岛细胞iNOS表达较糖尿病模型组均明显降低,胰岛细胞形态结构有所改善,表明CPC可以抑制糖尿病大鼠胰岛细胞中iNOS的表达,对胰岛细胞具有保护作用。虽然已经确定了CPC的抗糖尿病作用,但是其机制还不明确。
丙酮醛(MG)是一种高反应性二羰基化合物,作为非酶糖化反应中间体,MG在糖尿病患者血浆中大量累积。MG能够修饰氨基酸的赖氨酸和精氨酸残基,形成蛋白质终端化产物(AGEs),AGEs在体内聚集是促进老化进程和糖尿病并发症的重要原因之一。人们日常生活摄取的食物过程中,同时也摄入大量的MG,如果代谢发生紊乱,则会导致MG持续增加以及生成AGEs,使机体发生一系列病变。已有证据表明,MG干扰胰岛素信号通路以及胰岛素分泌。因此,降低MG诱导胰岛细胞损伤将有可能成为糖尿病新研究的新策略。
综合以上可知,CPC在2型糖尿病中的作用已得到一定验证,MG对胰岛素功能的损伤以及胰岛素分泌的抑制也已证实,但是CPC对MG损伤胰岛细胞信号通路的干预情况及其机制尚未见报道。本课题拟研究CPC对MG损伤的胰岛beta;细胞INS-1的干预作用,并探究其作用信号通路。前期实验证明,该干预作用介导了PI3K/AKT信号通路中的部分蛋白的变化,因此,本课题主要从PI3K/AKT信号通路及其下游的信号分子展开研究。
*研究方法
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