学术报告厅

１ ＧＬＰ１的基因和结构
　　ＧＬＰ１是从含有１６０个氨基酸的胰高血糖素原（ＰＧ）肽链上断裂的３０个氨基肽段２。在哺乳动物ＰＧ转化成胰高血糖素的过程中，断裂生成两个胰高血糖素样序列ＧＬＰ１以及ＧＬＰ２和未发现生物活性的ＩＰ１和ＩＰ２。ＧＬＰ１在哺乳动物完全同源和大部分脊椎动物高度同源，提示ＧＬＰ１对机体相当重要。前胰高血糖素原基因含有９．４ｋｂ碱基对，由６个外显子和５个内含子组成，定位在２号染色体长臂上，在胰腺和小肠表达，生成前胰高血糖素原，随后降解成ＰＧ。ＰＧ在胰岛的α细胞上翻译后加工，生成ＰＧ、ＧＲＰＰ和ＭＰＧＦ，还有无生物活性的ＧＬＰ１（１３６）。ＧＬＰ１剪接后形成具有生物活性的ＧＬＰ１（７３７），随后Ｃ端脱氨基后酰胺化形成ＧＬＰ１（７３６）肽。胃肠道Ｌ细胞受血糖的调节，分泌ＧＬＰ１（７３６）肽，半减期５ｍｉｎ，代谢清除率１２～１３ｍｉｎ。ＧＬＰ１在ＤＤＰ Ⅳ（ｄｉｐｅｐｔｉｄｙｌ ｐｅｐｔｉｄａｓｅ Ⅳ）作用下降解，即去掉Ｎ端两个氨基酸残基，转化成无活性的ＧＬＰ１（９３６）肽。
　　由于ＧＬＰ１的半减期极短，促使人们进一步研究具有ＧＬＰ１样生物活性的类似物。已从毒蛇唾液中分离出ＧＬＰ１高度同源序列ｅｘｅｎｄｉｎ４。Ｅｘｅｎｄｉｎ４与ＧＬＰ１生理作用相似，是一种比ＧＬＰ１半减期更长的潜在促胰岛素类物质。研究表明ｅｘｅｎｄｉｎ４通过促进胰腺原始细胞的分化和再生，增加β细胞组织。因此，它通过增加胰岛素分泌和胰腺β细胞的再生起到抗糖尿病作用。
　　ｅｘｅｎｄｉｎ４的Ｎ端剪切产物ｅｘｅｎｄｉｎ（９３９）能够与β细胞表面的ＧＬＰ１Ｒ拮抗，特异性抑制ＧＬＰ１介导的十二指肠内葡萄糖和口服营养素引起的胰岛素分泌。还能抑制ＧＬＰ１诱导产生ｃＡＭＰ，增加小鼠的摄食量。因此它作为ＧＬＰ１潜在抑制剂，在科学研究中有很大的应用价值。

２ ＧＬＰ１的作用机制
　　ＧＬＰ１受细胞表面受体的调节。ＧＬＰ１受体（ＧＬＰ１Ｒ）在胰腺β细胞膜和肺脏高度表达，且大脑、肝脏、骨骼肌、脂肪组织和肾脏也有少量表达。ＧＬＰ１Ｒ由４６３个氨基酸组成，属于７次跨膜Ｇ偶联蛋白受体家族。ＧＬＰ１Ｒ的编码序列镶嵌１２个内含子，定位于６号染色体的长臂上。ＧＬＰ１与ＧＬＰ１Ｒ高度特异性结合，通过激活腺苷酸环化酶途径，促使葡萄糖依赖的胰岛素分泌３。
　　ＧＬＰ１与β细胞膜上的受体结合后，产生第二信使（ｃＡＭＰ），刺激胰岛素分泌。后受体信号途径涉及到控制胰岛素分泌的关键酶即ｃＡＭＰ依赖的蛋白激酶和磷酸化酶的激活。胞质侧ＧＬＰ１Ｒ尾端的３３个氨基酸片段上的３对丝氨酸磷酸化后，受体失活。当受体与其相应配体结合后，诱导受体α亚基构象变化，促进ＧＤＰ与ＧＴＰ交换。ＧＴＰ的结合导致α亚基与β，γ亚基分开，α亚基激活并作用于效应器，产生胞内信使。随后受体快速失活，并通过内吞作用受体配体复合体迅速聚合。Β细胞ＧＬＰ１Ｒ在同一受体的反复刺激下易失活，从而降低了激活其它膜受体的能力，而这说明参与控制胰岛素分泌的受体失活机制或许可减少低血糖的危险。对于Ⅱ型糖尿病患者来说，可以通过降低ＧＬＰ１Ｒ的敏感性使β细胞的分泌活性下降。受体配体复合物的内化需要配体从受体上脱离后，去磷酸化，重新恢复活性。ＧＬＰ１与受体结合后，ｃＡＭＰ生成增加，细胞膜去极化。在胞外Ｎａ＋电离子梯度作用下，胞内游离Ｃａ２＋升高，从而使依赖Ｎａ＋电离子梯度的葡萄糖诱导的胰岛素分泌增强。

３ ＧＬＰ１的作用
３．１ 胰岛素分泌活性
　　ＧＬＰ１是肠黏膜分泌的对食物反应最有潜力的促胰岛素样激素。对于体重正常的个体，ＧＬＰ１从空腹５～１０ｐｍｏｌＬ迅速升高到餐后２５ｐｍｏｌＬ左右。混合膳食引起的ＧＬＰ１水平升高是早期胰岛素分泌的主要决定因素，它反映了胃肠的“激素效应”。
　　这种分泌激素首先被Ｕｎｇｅｒ和Ｅｉｓｅｎｔｒａｕｔ发现，他们在研究胰岛β细胞分泌时发现餐后５０％的胰岛素分泌受肠胰岛轴的影响。在相同血糖水平下，口服比静脉注射葡萄糖引起的胰岛素分泌反应更大，称为“激素效应”４。这两种葡萄糖依赖的胰岛素反应曲线面积的差，是肠道释放的体液因子—激素造成的，确立了肠胰岛轴在胰岛素分泌中的作用。
　　食物在胃肠道消化过程中，ＧＬＰ１和ＧＩＰ 占整个“激素效应”的８０％。动物实验发现，ＧＬＰ１Ｒ敲除的小鼠表现葡萄糖抵抗，表明ＧＬＰ１在葡萄糖代谢过程中的作用。研究发现ＧＩＰ与ＧＬＰ１相比最大的局限性是ＧＩＰ不能增加Ⅱ型糖尿病患者的胰岛素分泌。
　　饮食和磺胺类药物都不能控制的Ⅱ型糖尿病患者皮下注射ＧＬＰ１ ４ｈ后，患者的空腹血糖恢复正常，当达到正常血糖时，胰岛素和Ｃ肽水平下降，这说明促胰岛素作用的葡萄糖阈值没有改变。另外，用异亮噻唑霉素抑制葡萄糖抵抗大鼠的ＤＰＰⅣ，从而阻止ＧＬＰ１降解，结果使胰岛素分泌显著增加，血糖恢复正常。
　　为了证实发酵性膳食纤维是否能够调节远端肠道ＧＬＰ１合成和表达，维持血糖稳态。Ｓｔｅｆａｎ等５用含能量和氮量相同的高发酵性膳食纤维（ＨＦＦ）和低发酵性膳食纤维（ＬＦＦ）喂饲１６只成年狗１４ｄ后发现：喂饲ＨＦＦ饲料与ＬＦＦ饲料的动物相比回肠胰高血糖素原ｍＲＮＡ、小肠和血ＧＬＰ１浓度及其胰岛素２ｈ曲线下面积显著增加，而血糖２ｈ曲线下面积显著降低。而Ｊｕｎｔｕｎｅｎ等６试验后发现谷类食品中的膳食纤维通过食物构成和植物结构的不同，受ＧＬＰ１和ＧＩＰ的调节，从而影响餐后胰岛素反应。
　　当连续给Ⅱ型糖尿病患者注入ＧＬＰ１，患者血糖恢复正常，食欲下降，重要的是，餐后血糖升高的幅度下降，没出现明显副作用。Ⅰ型糖尿病患者注射ＧＬＰ１后，空腹血糖下降及相同血糖水平引起的胰岛素需求减少和葡萄糖利用显著增加，尽管不能完全归功于胰岛素分泌的增加，但像抑制糖异生、降低胃动力和胰高血糖素分泌等控制血糖浓度的其它作用机制也起了一定作用。
３．２ ＧＬＰ１降低血糖的作用
　　ＧＬＰ１调节血糖浓度的机制除了刺激胰岛素分泌外，还抑制胰高血糖素的分泌和降低胃动力。ＧＬＰ１通过抑制胰腺α细胞，降低胰高血糖素的浓度，抑制糖酵解和糖异生，减少肝脏葡萄糖的生成，胰高血糖素反馈调节在Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病患者中都有所表现。
　　有人认为ＧＬＰ１与所谓的肠阀门效应有关，ｉｌｅａｌ阀效应的特点是抑制胃分泌和降低胃动力。静脉注射ＧＬＰ１后，延长糖尿病和非糖尿病个体的胃排空时间，对液体和固体食物的排空率和缓冲时间（ｌａｇ ｐｈａｓｅ）有很大影响７。
　　同时，实验也证明ＧＬＰ１与ＧＬＰ１Ｒ结合后，通过直接抑制平滑肌运动，降低小肠转运能力。这种近距离的抑制胃肠运动，降低营养素的吸收利用率，而且能够抵消饮食诱导的血糖升高幅度，降低机体对胰岛素快速分泌的需求。ＧＬＰ１抑制胃酸分泌，胃酸分泌减少可延缓消化酶的分解和营养素的吸收。由于ＧＬＰ１也能够降低Ⅰ型糖尿病个体饮食诱导的血糖升高幅度，所以可以证明ＧＬＰ１的作用并不完全是通过刺激β细胞促进胰岛素分泌实现的。
３．３ β细胞特异基因的调节
　　体内和体外实验都证明ＧＬＰ１调节胰岛β细胞特异基因的表达，Ｗａｎｇ等８用胰岛瘤细胞链证明ＧＬＰ１除了诱导胰岛素以依赖葡萄糖的方式使分泌增加外，还能够使β细胞特异基因的ｍＲＮＡ水平升高，即包括胰岛素和两个涉及葡萄糖利用的ＧＬＵＴ１和己糖激酶１基因的转录，同时增加胰岛素ｍＲＮＡ稳定性。
　　近来报告证明ＧＬＰ１促进胰岛素转录因子ＩＤＸ１间的相互作用。胰岛素基因启动区进一步正反馈ＧＬＰ１调节基因转录。总之，这些数据表明ＧＬＰ１通过改善β细胞对葡萄糖的反应促进葡萄糖的转运和代谢。
应用ＧＬＰ１治疗葡萄糖抵抗的衰老Ｗｉｓｔａｒ大鼠的生理效果评价，结果与体外实验结果一致。研究发现，ＧＬＰ１增强了依赖葡萄糖的胰岛素分泌，同时使葡萄糖抵抗恢复到正常衰老Ｗｉｓｔａｒ大鼠水平。应用ＧＬＰ１治疗后，胞内胰岛素、ＧＬＵＴ２（β细胞葡萄糖转运体）和己糖激酶（β细胞葡萄糖利用的限速酶）的ｍＲＮＡ水平升高９。当ＧＬＰ１Ｒ拮抗剂和ＧＬＰ１同时使用时，这种作用消失。
３．４ 胰腺外效应
ＧＬＰ１不仅在胃肠系统，而且还在其他组织表达一定的生理作用。如下丘脑存在ＧＬＰ１的特异受体。下丘脑ＧＬＰ１的生理作用包括：降低食物摄入，增加骨骼肌和肾脏中胰岛素敏感性。给大鼠快速静脉注射ＧＬＰ１后，快速抑制摄食，同时又能被ＧＬＰ１Ｒ拮抗剂ｅｘｔｅｎｄｉｎ９－３９逆转。瘦体质和超重对象注射ＧＬＰ１后，以剂量依赖的方式降低能量摄入，即能量摄入量下降７２７ｋＪ（９５％可信区间：５４８～９０８ｋＪ），尽管瘦体质对象的能量摄入量（８６３ｋＪ）比超重对象（４８７ｋＪ）高，但两组的相对减少量无显著意义。逐步回归分析发现ＧＬＰ１的注射速率是实验对象注射ＧＬＰ１导致能量摄入下降的主要原因。

４ 小结
　　由上可见，ＧＬＰ１通过３种独立的作用机制（增加胰岛素分泌，抑制胰高血糖素的释放，抑制胃肠动力）降低餐后高血糖，同时ＧＬＰ１促胰岛素分泌作用受血糖浓度调节，从而防止了诱导胰岛素过度分泌引发的低血糖。糖尿病患者，甚至从长期亚临床状态到已不能对促胰岛素分泌药物起作用的患者来说，ＧＬＰ１都具有降低血糖的活性，具有重要的临床价值。
　　除了这些明显的生理特性外，ＧＬＰ１新的生理作用也不断地被发现，这包括调节胰岛细胞特异基因，促进胰腺细胞的再生，调节食欲，还有增强靶组织例如骨骼肌、脂肪和肾脏的胰岛素作用。尽管这些研究发现还处于初期阶段，ＧＬＰ１对人类的正常生理作用还不十分明确，但是，毫无疑问，这些发现激发了重大的科研热情。

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