糖尿病是以高血糖为特征,由于胰岛β细胞功能障碍和胰岛β细胞数目相对或绝对减少而导致的一种代谢紊乱性疾病。其中,高血糖和高血脂对胰岛β细胞的毒性作用是引起β细胞数目减少和功能障碍的重要原因。在不断发展的当今社会,随着人类生活水平不断地提高,不健康的生活方式以及一些精神方面的压力等,使得糖尿病的发展趋势在我国日益恶化。因此,找到治疗效果好、成本低、副作用小的糖尿病治疗药物仍然是一个亟待解决的问题。在本实验室前期研究中,已经构建了以PDX-1启动子荧光素酶报告载体为基础的PDX-1表达调节剂筛选模型,并利用此筛选模型从本实验室中药化学成分样品库中成功筛选出了天然化合物TI90。研究证实TI90可激活PDX-1启动子的活性并显著促进PDX-1表达。本实验在此基础之上,进一步探究TI90对高糖及高脂损伤的胰岛β细胞的保护作用及其分子机制。为了探究TI90对高糖及高脂损伤的胰岛β细胞的保护作用,首先我们在体外用高浓度的葡萄糖和棕榈酸建立了INS-1细胞的糖毒性和脂毒性模型,然后利用这些模型,通过MTT检测TI90对高糖及高脂损伤的INS-1细胞活力的影响,发现TI90可提高高糖及高脂损伤下INS-1细胞的细胞活力。通过流式细胞仪检测细胞周期,以及利用DAPI染色、流式细胞术和免疫印迹等方法检测细胞凋亡,发现TI90可缓解高糖及高脂导致的INS-1细胞周期阻滞及抑制毒性损伤导致的细胞凋亡。接下来,我们研究了TI90保护高糖及高脂损伤的INS-1细胞的分子机制。首先,利用RT-PCR、RT-qPCR技术证明TI90可抑制INS-1细胞中高糖或高脂诱导的iNOS的表达增多,进而抑制氧化损伤介质NO生成;其次,高糖及高脂损伤的INS-1细胞中,ERK信号通路及PDX-1的表达被抑制,而TI90可逆转这种抑制作用,激活ERK信号通路并促进及PDX-1的表达;而加入ERK抑制剂U0126后,TI90则无法促进PDX-1表达和抑制凋亡,说明TI90是通过激活ERK信号通路来促进PDX-1表达及抑制高糖及高脂诱导的INS-1细胞凋亡的。最后我们还发现高脂可激活INS-1细胞中p38信号通路,而TI90和p38抑制剂SB203580均可以抑制高脂损伤的INS-1细胞中p38蛋白的磷酸化和凋亡相关蛋白的表达,说明高脂可通过激活INS-1细胞中p38/MAPK信号通路来诱导细胞凋亡,而TI90则可抑制高脂诱导的p38/MAPK信号通路活化进而阻止细胞凋亡。综上所述,天然化合物TI90可在细胞水平上维持和保护高糖及高脂损伤的胰岛β细胞,有望作为糖尿病治疗的候选药物。