背景:2型糖尿病的特征是胰岛素抵抗存在于各种胰岛素靶细胞,成骨细胞是一种胰岛素靶细胞,参与调控整个机体葡萄糖的稳定,这项新认识表明成骨细胞中削弱的胰岛素信号导转可能对2型糖尿病的发展有影响。
材料与方法:高脂饮食(HFD)喂养8周诱发小鼠糖尿病。用蛋白质印迹法测定胰岛素受体(INSR)第1150/1151位酪氨酸,AKT第308位苏氨酸、第473位丝氨酸和GSK-3-β第9位丝氨酸的磷酸化水平。分别用葡萄糖耐量试验(GTT)和胰岛素耐量试验(ITT)测定葡萄糖代谢和胰岛素敏感性。血清胰岛素水平、骨钙素和Ⅰ型胶原羧基端肽 (Ctx)用ELISA法测定。为了测试成骨细胞中的胰岛素抵抗是否对系统的胰岛素抵抗有影响,使用了成骨细胞中胰岛素信号转导的功能失去(InsRosb+/-)和功能获得(α1(I)Col-InsR)模型。
结果:与对照组小鼠相比,高脂饮食喂养的小鼠骨组织中INSR在上述位点的氨基酸的磷酸化水平均显著降低;血清Ctx及骨钙素水平均减少;在成骨细胞中胰岛素靶基因Opg的表达增加了2倍。此外,从INSR和胰岛素刺激的磷酸化-AKT的减少水平可以看出,用富含导致胰岛素抵抗的膳食饱和脂肪酸的棕榈酸体外处理原始成骨细胞,也显著削弱了其胰岛素的信号转导。尽管以正常饮食喂养InsRosb+/-小鼠时显示葡萄糖代谢正常,但是与同以高脂饮食喂养的对照组相比,InsRosb+/-小鼠存在更加严重的胰岛素抵抗,血清葡萄糖和胰岛素水平更高,GTT中清除葡萄糖的能力下降,ITT中对胰岛素更加抵抗。相反,用高脂饮食喂养的α1(I)Col-InsR小鼠比对照组小鼠高血糖、高胰岛素血症的程度轻,更能耐受葡萄糖,对胰岛素更敏感。
结论:在饮食诱发的2型糖尿病模型中,胰岛素抵抗发生在骨骼,且成骨细胞中的胰岛素抵抗对2型糖尿病中系统胰岛素抵抗的发展有影响。