论文部分内容阅读
核糖是一种还原戊糖，其醛基的性质十分活泼，主要以D型存在于人体内，在许多代谢过程中发挥重要的作用。核糖是DNA和RNA的重要组成部分，也参与三磷酸腺苷(ATP)等核苷的合成。核糖在生物体内维持一定的浓度，当代谢失调，核糖会在体内蓄积，造成机体的损害。本实验室前期结果显示，核糖能与蛋白质发生非酶促糖基化，其反应速度远比葡萄糖快，形成具有细胞毒性的晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products，AGEs)。Ⅱ型糖尿病(Type2diabetes mellitus，T2DM)患者尿液中的核糖浓度显著高于正常对照组，暗示在Ⅱ型糖尿病的发生发展中，不仅存在葡萄糖代谢紊乱，同时也存在核糖代谢失调。为了进一步阐明核糖在糖尿病中的作用，本文研究了在Ⅱ型糖尿病中核糖异常升高的机制及其与糖化血红蛋白(Glycosylated haemoglobin，HbA1c)之间的关系。 本文在临床实验、多种动物模型（C57小鼠、SD大鼠、自发Ⅱ型糖尿病的ZDF大鼠）、细胞以及蛋白质修饰等不同的水平上，验证了核糖与HbA1c之间的关系及其形成的机制。在临床实验中，按照HbA1c含量的高低分为对照组、轻度糖尿病组和重度糖尿病组，结果显示，糖尿病组的尿核糖水平显著高于同龄的对照组，重度糖尿病组的尿核糖水平显著高于轻度组，并且核糖的浓度与HbA1c的水平呈正相关。在体外试验中，0.1M核糖与人源血红蛋白孵育7天，其产生的HbA1c显著高于相同浓度的葡萄糖组，并且核糖糖基化的一级动力学常数约为葡萄糖的60倍;质谱技术鉴定出核糖糖基化的HbA1c含有10个羧甲基赖氨酸(CML)。在动物实验中，C57小鼠腹腔注射核糖（4 g/kg/天）一周，核糖和HbA1c水平显著高于葡萄糖(4.8 g/kg/天)注射组;给STZ高血糖模型SD大鼠分别注射核糖和葡萄糖，注射核糖组的HbA1c水平显著高于葡萄糖组;作者进一步发现自发Ⅱ型糖尿病ZDF大鼠的核糖和HbA1c水平均显著高于对照组。以上结果证明，核糖和HbA1c水平呈正相关，提示Ⅱ型糖尿病也可能存在核糖代谢失衡。 为了探索Ⅱ型糖尿病中核糖水平升高的机制，作者使用蛋白免疫印迹、实时定量PCR、酶联免疫反应、免疫荧光等手段，发现ZDF大鼠肝脏中参与磷酸戊糖途径的转酮醇酶(Transketolase，TK)表达下调，且活力降低，这可能是磷酸戊糖途径的紊乱，导致了Ⅱ型糖尿病中核糖代谢失调，从而使核糖水平升高。在挽救实验中，通过给ZDF大鼠灌胃苯磷硫胺（TK激动剂，1次/天）四个月，观察到苯磷硫胺可以有效地上调TK的表达与酶活。随着灌胃时间的延长，异常升高的核糖水平逐渐下降;停止灌胃后，核糖水平出现反弹，同时HbA1c与核糖的水平呈正相关。 为了进一步探索体内核糖的来源，作者用含2％酵母提取物的饲料喂养SD大鼠两个月。结果显示，大鼠体内核糖水平逐渐升高，同时伴有尿酸的升高;糖基化终末产物AGEs在血液、肝脏和肾脏中聚积，导致血管损伤。SD大鼠饲喂苯磷硫胺后，TK的表达和酶活上调，核糖及AGEs水平均降低，从而缓解血管内皮的损伤。以上结果提示，喂食含酵母提取物（高含量核酸）的饲料不但可以导致高尿酸血症，而且可以引起体内核糖水平显著升高。 综上所述，核糖代谢失调可以导致Ⅱ型糖尿病患者体内HbA1c水平升高;过量摄入核酸可以导致核糖升高及AGEs的蓄积，而苯磷硫胺可以通过激活TK来缓解核糖与HbA1c的升高，从而防止AGEs对机体的损害。