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第21章 第三分论坛(3)

3.3 蛋白激酶C (protein kinase C,PKC)

PKC的异构体PKCζ和PKCλ在胰岛素刺激的GLUT4的转位过程中同样发挥重要的作用。PKC是一类Ca2+/磷脂依赖性的蛋白激酶,被激活后通过促进体内胰岛素受体在丝氨酸994位点磷酸化,降低其激酶的活性。其表达的增加可促进IRS-1丝氨酸残基磷酸化,从而减少胰岛素刺激的IRS-1酪氨酸磷酸化以及IRS-1相关的PI3K通路[29],表明PKCζ负调控胰岛素信号是调节InsR的关键分子。PKCζ/λ以及Akt两者均为丝/苏氨酸激酶,二者均可被PDK所激活,PDK能分别使Akt的丝氨酸473残基和PKC的苏氨酸410残基磷酸化,这对激活它们是必不可少的。实验数据支持PKCζ和PKCλ能促进胰岛素刺激引起的GLUT4的转位[30]。

3.4 糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)

GSK-3β是一种多功能的丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶,能够负性调节多条信号通路,在PI3-K 信号转导通路中扮演着重要角色,还可通过影响血液中葡萄糖的浓度,参与细胞凋亡的调控。GSK-3β广泛地分布在迄今为止研究过的所有真核生物细胞中,在糖原的合成过程中是重要的限速酶。研究发现,GSK-3β参与了众多信号转导通路的传导过程,作为一种多功能的激酶在肿瘤的发生、发展、细胞的分化、凋亡过程中均扮演了重要的角色[31-32]。GSK-3β位于胰岛素信号转导途径的末端,当胰岛素抵抗发生或胰岛素绝对缺乏时,导致胰岛素信号转导途径下降,位于PI3K下游的GSK-3β则活性上升,抑制糖原合成。

4. 葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,GLUT4)

胰岛素的重要功能之一就是刺激葡萄糖从血液中转移到组织细胞内。这一过程主要是由易位于细胞膜上的GLUT4所介导的[33]。GLUT4是一种分子量为45~55KD,含509个氨基酸单一多肽链的糖蛋白,具有12个跨膜螺旋片段。GLUT4仅在胰岛素敏感的骨骼肌、心肌和脂肪细胞中表达。现已发现15个葡萄糖转运蛋白家族成员[34],其中glut2主要分布于肝脏及胰岛β细胞中,glut4在静息状态下主要位于细胞质囊泡内,在胰岛素刺激作用下会转位至细胞膜表面,并且活性提高,参与葡萄糖运输,与葡萄糖结合后构象发生改变,将葡萄糖转运至细胞内后恢复原来构象[35]。当组织中glut4表达水平下降,或转位异常时,组织利用胰岛素发生障碍,导致胰岛素抵抗。肥胖、高脂高糖刺激等都可引起glut4表达水平下降,而给予一定量的胰岛素能够改善glut4表达量下降的情况;低强度运动结合胰岛素,或给予一定的药物治疗,都能够降低大鼠血糖水平,减轻胰岛素抵抗,改善糖尿病状况,同时也说明了glut4在2型糖尿病发生中有重要的作用[36-40]。

5. 结语

胰岛素PI3-K信号通路在维持机体血糖平衡过程中起着重要作用,是胰岛素效应信号传递的主要途径,由众多信号分子共同参与完成,任何信号分子活性降低或表达异常都可引起胰岛素抵抗,而胰岛素抵抗是导致2型糖尿病的主要始发因素。深入研究清楚PI3-K信号通路,对于改善及治疗由信号转导障碍或异常引起的2型糖尿病、新药开发,都有着极其重要的作用。

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