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目的:胰岛β细胞数量的减少和功能障碍在2型糖尿病发病过程中起着关键作用。高糖毒性可导致胰岛β细胞的凋亡增加和功能障碍。Irisin是新近发现的一种肌肉因子,可使白色脂肪组织棕色化,增加脂肪组织生热作用以及能量消耗,具有减重、改善胰岛素抵抗及降低血糖的功能。最近的研究发现irisin具有促进细胞增殖以及保护细胞的功能。然而关于irisin对胰岛β细胞的作用尚不清楚。因此本研究探讨irisin对体外培养的INS-1胰岛β细胞增殖的影响和高糖环境下β细胞凋亡的影响及其相关机制。方法:体外培养胰岛β细胞INS-1细胞株,用不同浓度(0、40、60、80、100、150 ng/ml)的irisin干预INS-1细胞12 h;用100 ng/ml irisin干预INS-1细胞不同时间(0、6、12、18、24、48 h),采用CCK-8检测细胞增殖情况。100 ng/ml irisin干预INS-1细胞24 h,或者先用10μmol/l ERK抑制剂U0126或P38 MAPK抑制剂SB203580孵育INS-1细胞30 min再接着用100 ng/ml irisin干预细胞24 h后,通过western blot检测ERK和P38蛋白磷酸化水平,CCK-8检测细胞增殖情况。用25 mmol/l的葡萄糖培养INS-1细胞24 h,接着用100 ng/ml irisin干预24 h后,通过Annexin V-FITC/PI染色,流式细胞仪检测细胞凋亡情况;采用ELISA检测INS-1细胞对葡萄糖刺激的胰岛素分泌情况;采用western blot方法检测INS-1细胞内促凋亡蛋白Caspase-3、Caspase-9、Bad、Bax的水平及抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl的水平。结果:Irisin干预后的INS-1细胞活力显著增加,且100 ng/ml irisin干预24 h时作用最明显(P<0.05)。与对照组相比,irisin干预后的INS-1细胞内ERK和P38蛋白磷酸化水平明显增加,ERK抑制剂U0126或P38 MAPK抑制剂SB203580可以降低irisin对ERK和P38蛋白磷酸化的水平,并且可以抑制irisin对INS-1细胞的增殖作用(P<0.05)。Irisin干预高糖处理后的INS-1细胞后,细胞凋亡率显著下降(P<0.05),并且葡萄糖刺激的胰岛素分泌能力增强(P<0.05)。与单用高糖干预相比,irisin干预后细胞内Bcl-2和Bcl-xl抗凋亡蛋白水平升高,Caspase-3、Caspase-9、Bad和Bax促凋亡蛋白水平降低(P<0.05)。结论:Irisin可通过ERK和P38 MAPK信号通路促进INS-1细胞的增殖。Irisin可以通过降低Caspase-3、Caspase-9、Bad、Bax促凋亡蛋白水平,增加Bcl-2和Bcl-xl抗凋亡蛋白水平抑制高糖环境下INS-1细胞的凋亡,并改善胰岛β细胞功能。本课题为国家自然科学基金“Vaspin在胰岛β细胞炎症、胰岛素抵抗及氧化应激中的作用及机制研究(编号:81471025)”。