GLP-1分泌机制研究助力帕西瑞肽诱导性高血糖管理

《Scientific Reports》：Insights into GLP-1 and insulin secretion mechanisms in pasireotide-induced hyperglycemia highlight effectiveness of Gs-targeting diabetes treatment

本研究聚焦帕西瑞肽诱导的高血糖问题，通过体内外实验探究其机制，发现GLP-1分泌受阻是关键，GLP-1类似物治疗效果显著优于DPP-4抑制剂，为糖尿病治疗提供新思路

　　帕西瑞肽是一种用于治疗肢端肥大症等疾病的药物，但其常引发严重的高血糖问题，目前尚无基于病理生理学的管理指南。本研究由国内某研究机构开展，通过临床病例转换治疗以及体外细胞实验，深入探究了帕西瑞肽诱导高血糖的机制，并比较了GLP-1类似物与DPP-4抑制剂的疗效，研究结果发表于《Scientific Reports》。

研究背景方面，G蛋白偶联受体（GPCR）信号通路在内分泌和代谢系统等众多生理功能中发挥着关键作用。在内分泌细胞中，GPCR-G蛋白信号的协调作用调节着激素的合成与分泌。例如，生长激素（GH）的分泌主要受生长激素释放激素受体-Gs信号刺激，而生长抑素通过激活生长抑素受体（SSTR）-Gi信号抑制GH分泌。帕西瑞肽作为一种生长抑素类似物，虽然能有效抑制GH分泌，但常导致高血糖。研究人员认为，这可能是因为帕西瑞肽激活了胰腺和肠道中表达的SSTR5，进而抑制了胰高血糖素样肽-1（GLP-1）和依赖葡萄糖的胰岛素促进多肽（GIP）的分泌。

为了探究帕西瑞肽诱导高血糖的机制，研究人员首先对一名35岁女性肢端肥大症患者进行了治疗转换实验。该患者因对传统治疗耐药，使用帕西瑞肽后血糖控制急剧恶化。研究人员将其从二肽基肽酶-4（DPP-4）抑制剂转换为GLP-1类似物，发现血糖控制得到显著改善。基于此临床发现，研究人员进一步开展了体外实验。他们使用稳定表达GLP-1受体（GLP-1R）的胰岛β细胞系（GLP-1R-MIN-6细胞）和分泌GLP-1的肠L细胞系（GLUTag细胞）进行实验。实验结果显示，高葡萄糖水平和Gs偶联受体刺激能协同触发胰岛素和GLP-1分泌。在GLUTag细胞中，Gs偶联受体刺激主要触发GLP-1分泌，且该过程可被高葡萄糖水平放大。帕西瑞肽通过SSTR5-Gi依赖性抑制cAMP水平，显著抑制由Gs偶联受体刺激诱导的GLP-1分泌，从而阻断了主要通路。而在GLP-1R-MIN-6细胞中，帕西瑞肽通过SSTRs-Gi激活抑制胰岛素分泌，但GLP-1的加入能够部分克服帕西瑞肽的抑制作用，恢复胰岛素分泌。

在实验技术方法方面，研究人员主要采用了以下几种关键方法：首先，对一名肢端肥大症患者进行药物转换治疗，并通过混合餐耐受性测试（MMTT）评估血糖控制情况；其次，利用RNA测序（RNA-seq）和逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）分析GLP-1R-MIN-6细胞和GLUTag细胞中小鼠SSTR（mSSTR）的mRNA表达情况；接着，通过cAMP测定实验探究GLP-1分泌的刺激机制以及帕西瑞肽对GLP-1分泌的影响；此外，还利用酶联免疫吸附测定（ELISA）分别检测胰岛素和活性GLP-1的分泌水平；最后，通过RT-PCR分析和cAMP测定实验探究蛋白激酶A（PKA）和交换蛋白直接激活cAMP（EPAC）信号在GLP-1和胰岛素分泌中的作用。

研究结果表明，GLP-1分泌主要通过cAMP信号通路进行，帕西瑞肽通过SSTRs-Gi激活抑制GLP-1分泌。在GLUTag细胞中，高葡萄糖水平能够增强Gs激活诱导的GLP-1分泌，但并不通过cAMP途径实现。帕西瑞肽完全抑制了由DCA或营养物质（如高葡萄糖、L-谷氨酰胺和钠丁酸）诱导的GLP-1分泌和cAMP积累，且这种抑制作用可通过百日咳毒素（PTX，一种不可逆的Gi抑制剂）逆转。这表明帕西瑞肽通过SSTRs-Gi依赖性抑制cAMP水平来抑制GLP-1分泌。而在GLP-1R-MIN-6细胞中，高葡萄糖水平诱导的胰岛素分泌被帕西瑞肽抑制，但可通过GLP-1刺激得到部分恢复。这表明GLP-1R-Gs激活能够拯救被帕西瑞肽抑制的胰岛素分泌。此外，研究人员还发现PKA和EPAC信号在GLP-1和胰岛素分泌中发挥部分作用。在GLUTag细胞中，DCA诱导的GLP-1分泌可被PKA抑制剂H-89和/或EPAC抑制剂ESI-09显著抑制。在GLP-1R-MIN-6细胞中，高葡萄糖水平或GLP-1刺激的胰岛素分泌可被H-89和/或ESI-09抑制，并且可通过EPAC激动剂007-AM增强。

在结论和讨论部分，研究人员指出，GLP-1和胰岛素分泌在信号传导和分泌机制上具有显著的相似性，但它们的主要通路不同。GLP-1分泌主要由Gs信号触发，而胰岛素分泌主要由高葡萄糖水平触发。帕西瑞肽通过抑制Gs信号通路中的主要通路来抑制GLP-1分泌，从而导致高血糖。GLP-1类似物能够通过激活GLP-1R-Gs信号来拯救被帕西瑞肽抑制的胰岛素分泌，而DPP-4抑制剂则无法恢复足够的GLP-1水平。因此，GLP-1类似物比DPP-4抑制剂更适合用于管理帕西瑞肽诱导的高血糖。此外，研究人员还提出了Gs偶联GPCRs在肠L细胞中可能是GLP-1分泌的主要信号通路，可作为新型药物靶点。这一发现不仅为帕西瑞肽诱导高血糖的管理提供了新的治疗策略，也为糖尿病治疗提供了新的视角。未来，研究人员计划进一步探索其他GLP-1类似物如司美格鲁肽在帕西瑞肽诱导高血糖中的潜在作用，并考虑使用原代肠细胞和胰岛细胞进行研究，以期获得更准确的结论。