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摘要胰岛β细胞功能缺陷是2型糖尿病发生发展的根本原因。生理状态下，β细胞的分泌功能受到营养物质、肠道激素及神经递质的精确调控，在机体的血糖稳态调控中发挥关键作用；在糖尿病状态下，副交感神经兴奋增加胰岛素释放可导致β细胞发生功能缺陷，加重2型糖尿病的发生发展。然而，副交感神经兴奋促进β细胞胰岛素分泌的具体机制尚不完全清楚。<br>　　本研究鉴定了一个新的介导副交感神经兴奋的蛋白——脑丝/苏氨酸蛋白激酶2（Brainserine/threonine-proteinkinase2，Brsk2），在胰岛β细胞功能调控中发挥重要作用。课题组前期通过一系列体内研究发现，激酶Brsk2参与副交感神经兴奋促胰岛素分泌过程，与2型糖尿病发生发展密切相关，但具体机制尚不清楚。基于前期结果，本研究借助副交感神经递质乙酰胆碱类似物——卡巴胆碱处理小鼠原代胰岛、小鼠/人胰岛β细胞模拟副交感神经兴奋，发现敲降Brsk2显著下调卡巴胆碱促胰岛素分泌效应；卡巴胆碱处理增强Brsk2的激酶活性，表现为其与AMPK家族保守的第174位点的苏氨酸磷酸化水平显著增强，过表达Brsk2-T174D突变质粒发挥与卡巴胆碱类似的促胰岛素分泌作用。为进一步筛选激酶Brsk2的磷酸化底物，我们基于课题组前期质谱结果分析发现，磷脂酶A2激活蛋白（PhospholipaseA2-activatingprotein，Plaa）是在卡巴胆碱处理后与Brsk2发生相互作用的蛋白，其氨基酸序列中具有保守的Brsk2识别位点。借助蛋白质免疫共沉淀、细胞免疫荧光实验，本研究发现Plaa与Brsk2存在于同一蛋白复合物中，且卡巴胆碱处理可以增强Plaa与Brsk2的相互结合。既往文献报道，Plaa通过激活磷脂酶A2（PhospholipaseA2，PLA2）促进花生四烯酸（ArachidonicAcid，AA）的合成，后者作为多不饱和脂肪酸刺激胰岛素分泌。本研究发现，卡巴胆碱通过Plaa-AA信号轴促进胰岛素分泌。为了证实激酶Brsk2可磷酸化修饰Plaa，我们借助PlaaPULdomain的纯化蛋白，与激酶Brsk2及[γ-32P]-ATP进行体外激酶活性实验，借助放射自显影成像技术证实，Plaa的PULdomain内存在Brsk2磷酸化识别位点。进一步研究发现，卡巴胆碱以Brsk2依赖的方式促进AA合成，通过Brsk2-Plaa-AA信号轴促进胰岛素大量分泌。<br>　　综上所述，本研究发现，卡巴胆碱通过激活激酶Brsk2T174，招募并磷酸化底物蛋白Plaa，促进AA合成，从而发挥促胰岛素分泌作用。本研究首次阐述了激酶Brsk2在响应副交感神经兴奋促胰岛素分泌中的作用及机制；鉴定了一种新的Brsk2的磷酸化底物：Plaa；证实了Brsk2-Plaa-AA信号轴在β细胞分泌功能调控中的重要作用，为2型糖尿病的预防及治疗提供了新的理论依据。