奎诺酮类药物对胰岛b细胞的保护作用和机制研究文献综述

 2023-02-15 18:51:58

1、 拟研究问题:氟喹诺酮类药物对胰岛beta;细胞的保护作用,阐明氟喹诺酮类药物致低血糖反应的机制。

2、 文献综述:

糖尿病(Diabetes)是一种代谢性疾病,它的特征是患者的血糖长期高于标准值,主要分为1型糖尿病、2型糖尿病和妊娠期糖尿病,无论是哪一种糖尿病,如果不进行治疗,可能会引发许多并发症。一般病征有视力模糊、头痛、肌肉无力、伤口愈合缓慢及皮肤痕痒。急性并发症包括糖尿病酮酸血症与高渗透压高血糖非酮酸性昏迷;严重的长期并发症则包括心血管疾病、中风、慢性肾脏病、糖尿病足、以及视网膜病变等。现代生活中,糖尿病已经成为一个严重的公共卫生问题,其中2型糖尿病(Type 2 Diabetes,T2D)是病人发病和死亡的主要元凶。2010年,据估计全世界范围内有2.85亿人患有糖尿病,预计这一数据到2030年将增加2.3倍(4.39亿人)。

2型糖尿病是由多种原因造成的以血糖升高为特征的复杂的代谢性疾病,其主要原因是由于外周组织、肌肉、肝脏等的胰岛素抵抗和beta;细胞胰岛素分泌功能受损。肥胖与胰岛素抵抗和2型糖尿病密切相关,但是2型糖尿病仅在胰岛素抵抗条件下beta;细胞功能障碍时发生、发展,为应对肥胖和胰岛素抵抗带来的负担,正常的胰岛组织会通过beta;细胞的增殖和新生来增加beta;细胞体量,同时并增强beta;细胞的功能,但是由于遗传、环境因素,beta;细胞的适应性变化会导致其数量上的进行性衰减,对于个人来讲则是葡萄糖耐量的降低、beta;细胞数量降低,进而导致2型糖尿病的发生。beta;细胞死亡的分子机制尚未清楚,最近研究表明2型糖尿病中beta;细胞数量上的衰减是有糖脂毒性和淀粉样蛋白沉积引发的内质网应激造成的。

内质网在细胞内分布广泛,是细胞内重要的细胞器。根据内质网膜上是否附着核糖体将内质网分为粗面内质网和滑面内质网两种。内质网内膜面积占细胞所有膜结构的50%,体积占细胞总体积的10%,具有非常重要的生理功能,其不仅是合成的蛋白质折叠和运输以及细胞内Ca2 储存的主要场所,同时也是胆固醇类固醇以及许多脂质合成的场所。当新合成的蛋白质N末端糖基化、二硫键形成以及蛋白质由内质网向高尔基体转运等过程受阻时,非折叠或错误折叠的新合成的蛋白质在内质网中大量堆积,或者是Ca2 平衡状态的打破,都会损伤内质网的正常生理功能,称为内质网应激(Endoplasmic Reticulum stress ERs)。内质网应激的生理和病理引发因素, 包括细胞内蛋白质合成过快、代谢紊乱、炎症反应、钙离子稳态失调等。为了改善ER stress的状况, 内质网会激活一系列信号通路来帮助细胞恢复,包括增强蛋白质折叠能力、停滞大多数蛋白质的翻译、加速蛋白质的降解等,被称为未折叠蛋白质反应(unfolded protein response, UPR)。而对于胰岛beta;细胞,是体内唯一可以合成并分泌胰岛素的细胞,餐后血糖升高,胰岛beta;必须迅速分泌胰岛素以保持血糖平衡,胰岛素以胰岛素原mRNA的形式存在于胰岛beta;细胞中,当胰岛beta;细胞受到葡萄糖的刺激之后将以25倍的速度合成胰岛素蛋白[3],此过程大大增加了胰岛beta;细胞内质网工作负荷,因此beta;细胞更易产生内质网应激过程,长期的内质网应激状态可以启动beta;细胞的凋亡程序,而引起胰岛功能失调,导致胰岛素合成、释放减少,引发糖尿病的发生。

氟喹诺酮类药物是一种常用的广谱抗菌药,在临床上一些氟喹诺酮类药物如:左氧氟沙星、替马沙星、加替沙星会引起强烈的低血糖不良反应,体外研究发现洛美沙星可刺激大鼠胰岛分泌胰岛素[1],且Saraya A, Yokokura M等人研究证明加替沙星和替马沙星可以通过抑制小鼠胰岛beta;细胞KATP通道特异性亚单位(Kir6.2亚基)而剂量依赖性的增加胰岛素的释放[2],从而进一阐明步了氟喹诺酮类药物致低血糖反应的机制。

本课题旨在研究氟喹诺酮类药物是否可以抑制胰岛beta;细胞的内质网应激过程而对其产生保护作用,并阐明保护作用是否是通过抑制内质网应激过程产生的。

3、研究手段

l 利用Tunicamycin造成INS-1细胞系的内质网应激模型,并利用CCK8检测喹诺酮类药物对内质网应激模型引发的细胞凋亡的保护作用

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