(完整)胰島素抵抗

胰島素抵抗的發(fā)生機制胰島素抵抗的病因及發(fā)病機制有關(guān)因素可分為遺傳及環(huán)境兩大類，前者與胰島素信號轉(zhuǎn)導的各個環(huán)節(jié)、調(diào)控糖脂代謝的多態(tài)性,基因的多態(tài)性、突變有關(guān).目前普遍認為普通2型糖尿病及代謝綜合征中的胰島索抵抗極可能是多種基因細微變化疊加效應的后果。在環(huán)境因素中主要為攝食過多，尤其脂肪過多，體力勞動過少所引起的一系列代謝變化及一些細胞因子的表達增加。（一）胰島素信號蛋白遺傳變異1．胰島素受體基因突變由于2型糖尿病有很強的遺傳因素，因而在胰島素受體被克隆后,人們寄厚望于胰島素受體基因分子掃查能發(fā)現(xiàn)輕微的異常,從而闡明2型糖尿病發(fā)病的遺傳機制。經(jīng)多個實驗室的研究,發(fā)現(xiàn)了50種以上的胰島素受體基因突變，然而這些基因突變主要見于一些少見的特殊類型的伴嚴重胰島素抵抗綜合征的患者，突變的類型大多為純合子，或復合型的雜合子，發(fā)生于受體酪氨酸激酶區(qū)段突變的雜合子也致病.在大量常見的普通型2型糖尿病患者中所進行胰島素受體基因掃查并未發(fā)現(xiàn)基因突變，說明普通的2型糖尿病的致病因素并非由于胰島素受體基因編碼區(qū)發(fā)生突變.2．胰島素受體底物基因變異于糖尿病患者所作胰島素受體底物（insulinreceptorsubstrate。IRS）蛋白基因序列的分析未發(fā)現(xiàn)單一?基因突變?yōu)橹虏∫蛩?。?型糖尿病患者發(fā)現(xiàn)了幾種IRS—1基因多態(tài)性較一般人群為常見。研究得較多的為甘氨酸972精氨酸多態(tài)性，一項丹麥研（完整）胰島素抵抗究觀察到此種多態(tài)性頻率于正常人為5。8％,而于2型糖尿病患者為10。7%。有意義的是甘氨酸972精氨酸多態(tài)性位于和下游「1-3長相結(jié)合的兩個潛在的酪氨酸磷酸化位點之間，當此種IRS—1蛋白變異型在體外細胞中表達時，引起PI-3K與IRS—1結(jié)合的特異性缺陷，而使PI-3K活性降低36%。日本2型糖尿病患者還有其他數(shù)種IRS-1多態(tài)性，包括脯氨酸190精氨酸，甲硫氨酸209蘇氨酸，絲氨酸809苯丙氨酸。這些多態(tài)性的頻率在患者及對照者的比較中以單獨一種計，并無差別,但加在一起,再加上甘氨酸972精氨酸多態(tài)性,則糖尿病者較正常人高3倍.于白種人，觀察到2種IRS-2多態(tài)性，分別為甘氨酸1057門冬氨酸及甘氨酸879絲氨酸,不過這兩種變異都不伴有糖尿病或胰島素抵抗。3.PI?3K多態(tài)性于PI—3K的調(diào)節(jié)性a亞基p85a,觀察到一種常見的多態(tài)性，第326位的甲硫氨酸為異亮氨酸所取代。此種變異純合子者與雜合子及不伴此變異者相比較，在多樣本靜脈糖耐量試驗中胰島素敏感性降低32%。由上可見，胰島素信號中關(guān)鍵性信號的基因多態(tài)性可能在參與胰島素抵抗的發(fā)生中起作用，單獨一種變異不足以造成糖尿病。（二）胰島素信號蛋白功能變化1。胰島素受體蛋白酪氨酸激酶活性降低含蛋白酪氨酸激酶的胰島索受體口亞基的功能與其酪氨酸或絲氨酸磷酸化狀態(tài)密切相關(guān)，腆島素即是通過刺激其關(guān)鍵位點的酪氨酸磷酸化而實現(xiàn)生理效應。在受體B亞基上還存在多個絲氨酸，如其被磷酸化則抑制胰島素受體酪氨酸磷酸化而降低其功能。加強受體絲瓤酸磷酸化的因素包括：①長時期9川+i”，刪l(完整)胰島素抵抗島素血癥，其機制可能是通過激素結(jié)構(gòu)上的相似性與類胰島素生長因子-1(IGF—1)受體結(jié)合，刺激有關(guān)的絲氨酸激酶，阻礙胰島素受體功能。②長時期高血糖使細胞內(nèi)二酰甘油(I)AG)增加，刺激蛋白激酶C(PKC).后者可催化胰島素受體及IRS絲氨酸磷酸化。③蛋白酪氯酸磷酸酶(PTP),使胰島素受體酪氨酸去磷酸化，活性降低，信號轉(zhuǎn)導受阻。胰島素抵抗患者及2型糖尿病者胰島素靶組織中PTBlB表達增強.PTBlB基因剔除小鼠對胰島素敏感性增強，目前正在積極研究特異性抑制PTBlB活性的物質(zhì)，以開發(fā)治療胰島素抵抗及2型糖尿病的藥物，已取得一些成果。近年在比較胰島素抵抗者和正常對照成纖維細胞基因表達的差別中，發(fā)現(xiàn)胰島素抵抗者漿細胞膜糖蛋白一1(PC—1)表達明顯升高。研究表明，PC-1為—穿膜糖蛋白，存在于多種組織，具磷酸二酯酶及焦磷酸酶活性．可抑制胰島素受體酪氨酸激酶活化及下游信號轉(zhuǎn)導。PC—I的作用機制為直接作用于胰島素受體的a亞基.臨床研究提示二甲雙胍的作用機制可能與抑制PC—1的表達有關(guān).2OIRS功能受損IRS蛋白的絲氨酸/蘇氨酸磷酸化是引起胰島素抵抗的重要因素，凡是能加強IRS蛋白或其他下游信號效應蛋白絲氨酸/蘇氨酸磷酸化的物質(zhì)對胰島素信號轉(zhuǎn)導及效應皆起負面調(diào)節(jié)作用，這是由于絲氨酸/蘇氨酸磷酸化阻礙胰島素刺激下的IRS蛋白酪氨酸磷酸化，可使胰島素信號轉(zhuǎn)導受阻，引發(fā)胰島素抵抗。IRS絲氨酸磷酸化增強見于以下情況：①蛋白激酶C(PKC)在激活物刺激下活化。②血小板源生長因子.③長期高胰島素血癥.④血管緊張素IIO⑤細胞應激通路被TNF-a及其他細胞因子激活。于肥胖癥及2型糖尿病患者的骨骼肌及脂肪細胞觀察到IRS蛋白的酪氨酸磷酸化程度降低及（完整）胰島素抵抗PI-3K活性下降。同樣，于遺傳性的或高熱量、高脂肪飼料誘發(fā)的動物肥胖及胰島素抵抗模型也觀察到胰島素刺激的酪氨酸磷酸化及下游效應蛋白的活力降低.總的說來/RS蛋白功能受損可繼發(fā)于胰島素受體酪氨酸激酶（RTK）活力下降，也可為其他多種因素對IRS的直接作用.（三）細胞因子對胰島素信號轉(zhuǎn)導的抑制效應在肥胖（尤其中心性肥胖）、氧化應激等狀況下產(chǎn)生的一些細胞因子對胰島素信號途徑起阻礙作用。近年研究進展提示肥胖時脂肪組織產(chǎn)生的細胞因子可能為引起全身性胰島素抵抗及B細胞分泌功能障礙的原因。在這些細胞因子中，備受關(guān)注的有a腫瘤壞死因子（TNF—a）及瘦素。.Q腫瘤壞死因子（TNF—a）肥胖者及一些肥胖動物模型腹腔脂肪及肌組織中TNF—Q的表達增加，此細胞因子表達增加與肥胖的程度及血漿胰島素濃度呈正相關(guān)。在胰島素抵抗好轉(zhuǎn)后，TNF—a的表達即下降。血中TNF-a于肥胖者升高，在體重減輕后下降。TNF-a引起胰島素抵抗的機制有直接的，也有間接的。TNF—a可直接作用于培捧中細胞的胰島素信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)，TNF—a增強IRS—l及IRS-2的絲氨酸磷酸化,這些底物的絲氨酸磷酸化可引發(fā)胰島素受體酪氨酸自身磷酸化的減少及受體酪氨酸激酶活力的降低；另一方面，又顯著降低IRS蛋白與胰島素受體相接的能力以及與下游轉(zhuǎn)導途徑的相互作用。TNF—Q增強IRS絲氨酸磷酸化的機制涉及l(fā)鞘脂類（sphin-golipid）的代謝.伴神經(jīng)酰胺（ceramide）生成.后者進而強化絲氨酸/蘇氨酸激酶（如神經(jīng)酰胺活化的激酶.PKC&,Raf1）或是PKC&酶，后者可直接加強TNF—a的效應。TNF—a引起胰島索抵抗的間接機制涉及其他的細胞及代謝因素：①TNF—a刺激脂肪細胞分泌瘦素，后者可引起胰島素抵抗。②TNF-a可通過刺激脂肪分解，提高游離脂肪酸水平，后者也是引起胰島素抵抗的重要代謝因素。③TNF—a負調(diào)過氧化物酶體增生激活受體了口「人區(qū)丫）基因的表達，抑制PPARy的合成和功能?？偟恼f來，現(xiàn)有的證據(jù)表明TNF—a在誘發(fā)胰島素抵抗及使已出現(xiàn)的抵抗狀態(tài)維持不退、加重兩方面都有重要作用. ‘.瘦素leptin瘦素具有調(diào)節(jié)脂、糖代謝的作用，這些作用是獨立于瘦素抑制食欲、降低體重功能以外的.瘦素的代謝效應與胰島素的作用相拮抗，瘦素促進脂肪分解,抑制脂肪合成，而胰島素則反之;瘦素刺激糖原異生,而胰島素則抑制之。在肥胖癥中，瘦素水平與空腹胰島素水平及體脂百分數(shù)密切相關(guān),因而瘦素可視為肥胖及胰島素抵抗的一個標志物?！爸劣谑菟貙σ葝u素信號轉(zhuǎn)導的影響，用相當于肥胖者血瘦素水平的濃度處理人肝細胞及一種肝瘤細胞株（HepG2細胞），可使IRS—1酪氨酸磷酸化減弱，并使Grb2與IRS—1的結(jié)合能力降低。在作用機制上，瘦素系通過激活其受體（有長型及短型）使Janus酪氨酸激酶2（JAK2）活化，后者激活信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT）,再將信號下傳。在胰島素信號轉(zhuǎn)導途徑和瘦素信號通路之間存在著交叉聯(lián)系，兩者的相互影響目前正在探討之中。除了對胰島素效應的影響外，瘦素還可通過多種機制削弱胰島B細胞分泌胰島素的，功能，從而可能將肥胖與B細胞功能缺陷聯(lián)系起來.8（完整）胰島素抵抗細胞上有瘦素長型受體的表達.瘦素可激活ATP敏感的鉀通道抑制胰島素的釋放，又可通過激活磷酸二酯酶3B（PDE3B）而抑制腸道激素類胰高糖素肽一1（GLP-1）刺激胰島素分泌的效能。（四）代謝異常阻礙胰島素信號轉(zhuǎn)導1.長期高血糖（葡萄糖毒性作用）慢性高血糖可通過兩種機制引發(fā)胰島素抵抗：①己糖胺途徑強化.②高血糖致細胞內(nèi)二酰甘油（DAG）增多，后者為第二信使，可激活蛋白激酶C（PKC）,PKC這一絲氨酸激酶使胰島素信號通路中的蛋白絲氨酸磷酸化而阻礙信號轉(zhuǎn)導。在生理狀態(tài)下，細胞內(nèi)葡萄糖的一部分通過酶的催化轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸前?用于蛋白質(zhì)翻譯后的修飾，形成糖蛋白。在高血糖狀態(tài)下,此一代謝途徑被強化，組織內(nèi)尿嘧啶二磷酸N-乙酰葡糖胺（UDP—GlcNAc）增多，誘發(fā)胰島素抵抗。大鼠在靜脈滴注葡糖胺后，胰島素刺激的骨骼肌PI-3K活性增強及葡萄糖攝取增加都受到明顯抑制。升高的UDP-G1c—NAc可使胰島素信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)中的信號蛋白或轉(zhuǎn)錄因子的絲（蘇）氨酸磷酸化位點糖漿化，從而影響其功能，使信號系統(tǒng)傳導受阻.游離脂酸增多也可使己糖胺代謝途徑強化．捉不這一代謝途徑的活化與營養(yǎng)狀態(tài)有關(guān)，在蓿養(yǎng)過剩時，高血桃、高脂肪酸使此途徑啦:化．從而降低細胞、組織對胰島素的敏感性。在鏈脲霉素所致糖尿病大鼠的骨骼肌中．胰島素刺激下2—脫氧葡萄糖的攝取及葡萄糖氧化顯著低于正常對照組，并證明胰島素引發(fā)的Akt/PKB磷酸化及GI。UT-4的轉(zhuǎn)位嚴重受阻.對Zucker糖尿病大鼠肝臟的研究中亦觀察到類似的結(jié)果.以上資料提示長期高血糖可損及胰島素信號由PI-3K到Akt/PBK之間的傳遞，為高血糖誘導骨骼肌產(chǎn)生胰島素抵抗的重要原因。2。游離脂肪酸升高（脂毒性作用）2型糖尿病及肥胖癥患者空腹血漿FFA較不胖的正常人為高，餐后血FFA的抑制于2型糖尿病者也受損。在高胰島素、正常葡萄糖鉗夾試驗中觀察到血FFA上升伴有胰島素抵抗出現(xiàn)。近年來,有學者提出2型糖尿病中糖代謝紊亂的根源為脂代謝的異常，認為大量脂肪在肌肉、肝臟和B細胞等組織的積聚為2型糖尿病發(fā)病的重要因素，證明肌細胞內(nèi)TG含量與胰島素抵抗的相關(guān)性較其他任何指標為強,并提出糖尿病的名稱宜為“糖脂病”（見前文）。過量FFA于外周靶組織阻礙胰島素的效應，已有證據(jù)表明FFA在以下水平引起胰島素效應的缺陷：①葡萄糖被攝入肌肉組織。②葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖。③糖原合成。于大鼠，血漿游離脂肪酸急驟升高可引起胰島素抵抗，伴有IRS—1酪氨酸磷酸化減少及胰島素刺激的PI-3K活性上升受阻.大鼠肝瘤細胞（hepatoma）與富含游離脂肪酸的培養(yǎng)液一■起保溫，和正常培養(yǎng)液中的細胞相比,胰島素受體酪氨酸激酶活性顯著降低。大鼠接受游離脂肪酸滴注后或肌組織中三酰甘油及長鏈乙酰輔酶A含量增加皆可激活PKC異形體，促進IRS蛋白絲氨酸磷酸化，從而阻礙胰島素刺激的PI—3激酶級聯(lián)反應活化，此可能為葡萄糖轉(zhuǎn)運障礙的原因.于人類也觀察到FFA可引起PI-3K活化受損.（五）其他可能與胰島素抵抗發(fā)生有關(guān)的因素.抵抗素（resistin）抵抗素是新近發(fā)現(xiàn)的一種脂肪源性的多肽類激素。該蛋白由94個氨基酸殘基組成，分子量為12500。抵抗素基因特異表達于白色脂肪組織。在遺傳性和飲食誘導的肥胖小鼠，血清抵抗素水平顯著增加，在2型糖尿病動物模型中,以特異性抗體抵消抵抗素的(完整)胰島素抵抗效應可改善高血糖及增強胰島素的作用。在正常小鼠,抵抗素可使糖耐量及胰島素的作用受損。噻唑烷二酮類藥物12口$)可顯著降低抵抗素基因表達及蛋白分泌。由此認為,抵抗素是聯(lián)系肥胖與胰島素抵抗及糖尿病的重要信號分子，下調(diào)抵抗素表達是TZDs發(fā)揮抗糖尿病效應的重要機制.于人類的研究結(jié)果不一致，有認為在人的肌肉組織、離體脂肪細胞及活檢脂肪組織中沒有抵抗素的表達；有發(fā)現(xiàn)在正常人、胰島素抵抗及糖尿病患者的上述組織中抵抗素的表達水平?jīng)]有差異。在部分患者離體的脂肪細胞和脂肪組織中，抵抗素呈特異性低豐度表達。由此認為,在人類抵抗素似乎并不是聯(lián)系肥胖和2型糖尿病的重要信號分子。又有研究顯示，在多種肥胖模型［ob/ob,db/db,tub/tub和KKA(y)d、鼠］的白色脂肪組織中，抵抗索表達水平顯著降低.在。b/ob小鼠和Zucher肥胖大鼠中，PPAP了激動劑可上調(diào)脂肪組織中抵抗素的表達。這表明在實驗性肥胖的嚙齒動物模型中,存在嚴!健的抵抗素表達缺陷,降低抵抗素的表達并不是PPART激動劑發(fā)揮抗，糖尿病效應所必需的.以上初步的研究資料顯示,抵抗索是繼瘦索之后發(fā)現(xiàn)的、脂肪組織分泌的又一重要激素,但抵抗索在胰島索抵抗和2型柵尿病發(fā)病機制中的確切地位尚待闡明。.脂聯(lián)素(adiponectin)亦稱為凝膠結(jié)合蛋白(GBP28),是一種由apMl(aditposemostabundantgenetranscript1)基因編碼的脂肪組織特異性的血漿蛋白。該基因特異且高豐度表達于脂肪組織,其啟動子區(qū)含有過氧化物酶體增生激活受體a(PPARa)和糖皮質(zhì)激素受體結(jié)合基序。脂聯(lián)素的鼠類同源蛋白已被鑒定，稱為AdipoQ或脂肪細咆補體相關(guān)蛋白(Acrp30)。（完整）胰島素抵抗日本學者研究發(fā)現(xiàn),脂聯(lián)素可降低肥胖鼠骨骼肌和肝臟中三酰甘油的含量，減輕胰島素抵抗.在動物模型及患者中均已證實低脂聯(lián)素血癥與胰島素抵抗存在相關(guān)性。在脂肪萎縮的胰島素抵抗模型鼠中，聯(lián)合應用生理濃度的脂聯(lián)素和瘦素可完全逆轉(zhuǎn)胰島素抵抗，而單用脂聯(lián)素或瘦素都僅能部分改善胰島素抵抗。這表明在肥胖和脂肪萎縮鼠模型中,脂聯(lián)素降低均參與了胰島素抵抗的發(fā)生發(fā)展。這也提示補充脂聯(lián)素可能為胰島素抵抗2型糖尿病的治療提供了全新的手段。最近的研究表明，在不同種族人群中，血漿脂聯(lián)素．．濃度降低均是聯(lián)系肥胖和2型糖尿病的重要指標，且血漿脂聯(lián)素的降低程度與胰島素抵抗及高胰島素血癥的相關(guān)性要強于肥胖度和糖耐量減退程度,已有研究觀察到，脂聯(lián)素基因2號.外顯子存在G/T的多態(tài)性位點，3號外顯子存在錯義突變口1120,且發(fā)現(xiàn)攜有該突變術(shù)體的血漿脂聯(lián)素濃度顯著降低。而2號外顯子G/T的多態(tài)性與血漿脂聯(lián)素濃度及肥胖均無相關(guān)性。體內(nèi)外研究表明，TZDs可誘導脂聯(lián)素基因表達和蛋白分泌。TZDs可顯著增加伴有胰島素抵抗的患者和嚙齒動物血漿脂聯(lián)素濃度，而并不影響體重。TZDs可使肥胖鼠脂肪組織中降低的脂聯(lián)素水平恢復正?；蚋哂谡?。TZD衍生物可呈劑量和時間依賴的?方式增加3T3-L1細胞中脂聯(lián)素mRNA的表達和蛋白分泌?，F(xiàn)已明確TZDs是通過激活脂聯(lián)素的啟動子而發(fā)揮上述效應。胰島素抵抗狀態(tài)下，脂肪源性TNF-a生成增加.TNF-a可抑制脂聯(lián)素的啟動子活性，降低脂聯(lián)素的表達.TZDs可拮抗TNF-a對脂聯(lián)素啟動子的抑制效應,增加脂聯(lián)素的表達，改善胰島素抵抗。（六）胰島素信號轉(zhuǎn)導相關(guān)蛋白基因剔除研究的啟示基因剔除技術(shù)的基本原理是利用活細胞基因組DNA可與外源DNA（完整）胰島素抵抗序列發(fā)生同源重組的特性，對預先選擇的基因進行定點修飾達到改變基因組某一基因的目的.其特點是把外源基因引入基因組DNA的特定片段上，被擊中的基因或引入的新基因會隨基因組DNA的復制而穩(wěn)定復制，因而可在活體內(nèi)對某一基因的功能進行研究。組織選擇性剔除系統(tǒng)的建立為研究某一基因的組織特異性功能提供了有力手段?；蛱蕹夹g(shù)以及特定組織基因剔除．為了解胰島素信號系統(tǒng)中一些主要蛋白分子的功能提供了前所未有的條件．對理解胰島素抵抗及2型柵尿病的發(fā)生機制有重要啟示。1。胰島素受體（Insr）剔除胰島素必須與其特異性受體結(jié)合才能發(fā)揮生物效應?；蜊诔芯匡@示，Insr基因純合突變鼠（Insr-/—）宮內(nèi)發(fā)育正常.吮乳后便出現(xiàn)嚴重的柵尿病酮癥酸中毒，血三酰甘油（TG）和游離脂肪酸（FFA）升高，肝臟脂肪變性，肝糖原含量減少?生長遲滯，骨骼肌萎縮。脂肪細胞的分化及數(shù)日基本正常．但細胞內(nèi)脂質(zhì)含量顯著降低。由于這些嚴重的代謝紊亂，Insr—/-鼠多在出生后1周內(nèi)死亡。證明胰島素生理效應完全缺乏，具嚴重后果。而雜合突變鼠（Insr—/一）表型正常，并無明顯的胰島素信號轉(zhuǎn)導缺陷.也有發(fā)現(xiàn)Insr—/-鼠4—6月齡時出現(xiàn)胰島素水平升高和胰島素抵抗.但也只有10%發(fā)展為糖尿病，后者可能與遺傳背景有關(guān)。這一結(jié)果與人類胰島素受體生理學特性相符?因為靶細胞膜上的胰島素受體只需10%~20%與胰島素結(jié)合,即足以發(fā)揮最大生理效應。在骨骼肌特異性Insr剔除國集心）鼠.盡管骨骼肌中胰島素刺激葡萄糖攝取受損，出現(xiàn)體脂增加，TG和FFA水平升高，但血糖、血清胰島素及糖耐量均正常。這提示骨骼肌胰島素抵抗有助于2型糖尿病相關(guān)的脂代謝異常的形成，而與胰島素相關(guān)的糖代謝的調(diào)節(jié)可能較人們以前認識(完整)胰島素抵抗的更為復雜.通常運動能促進骨骼肌對葡萄糖的攝取，提高胰島素的敏感性。安靜狀態(tài)下,MIRKO鼠骨骼肌對2-脫氧葡萄糖(2—DG)的攝取正常，且肌糖原含量及糖原合成酶活性亦正常，但對胰島素的刺激無反應。單純運動以及運動加上胰島素均能增加MIRKO鼠骨骼肌對2-DG的攝取，且單純運動就能增加糖原合成酶活性,而單純胰島素并不能使糖原合成酶活性增加。這表明骨骼肌中Insr的正常表達并非運動促進葡萄糖攝取和增加糖原合成酶活性所必需的.選擇性剔除小鼠B細胞的Insr后，在葡萄糖刺激下，第一時相的胰島素分泌完全缺失，而對精氨酸刺激仍有反應，酷似2型糖尿病中的B細胞缺陷。這種特征也見于臨床上由于胰島素受體遺傳性缺陷而發(fā)生嚴重胰島素抵抗的患者，其對葡萄糖刺激下的急性胰島素分泌反應也缺乏。上述專一B細胞胰島素受體剔除小鼠葡萄糖所誘發(fā)的第2相胰島素分泌也較為遲鈍，隨著鼠齡增加，糖耐量逐漸減損，不過不出現(xiàn)明顯的糖尿病。這一研究表明完整的胰島素信號系統(tǒng)為B細胞本身分泌胰島素功能所必需，同時提示B細胞水平的胰島素抵抗日久也會引起胰島素分泌下降,從而有可能以一元論：胰島素抵抗來解釋2型糖尿病的發(fā)病機制及自然病程。也有研究選擇性剔除小鼠肝臟的Insr，2個月后出現(xiàn)嚴重的胰島素抵抗，IGT及對外源性胰島素抵抗.但到4月齡時，空腹血糖恢復正常。這表明單純的肝臟胰島素抵抗足以導致葡萄糖代謝的嚴重紊亂,但并不一定形成空腹高血糖或糖尿病。.蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPase)剔除PTPase能使Insr脫磷酸化，抑制酪氨酸激酶活性，減弱胰島素的效應。蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTPlB)基因剔除后，小鼠血糖輕度下降，胰島素濃度較野生型磔T「化+/+)降低一（完整）胰島素抵抗半。純合子鼠（PTPlB-/-）對胰島素的敏感性增加，胰島素刺激后.肝臟和肌肉組織Insr酪氨酸磷酸化增強。PTPlB—/-鼠和雜合子（PTP1B+/-）鼠均能抵抗高脂飲食引發(fā)的體重增加，并保持胰島素的敏感性。且發(fā)現(xiàn)PTPlB-/-鼠體重顯著減輕，并伴有基礎代謝率的提高和總能量消耗的增加，這種減肥效應是由于脂肪細胞體積明顯減小，而數(shù)目并無改變。進一步研究發(fā)現(xiàn)，PTPlB—/—鼠的增敏效應具有組織特異性，它可增加骨骼肌對葡萄糖的攝取，但對脂肪組織無明顯影響。由此提示PTPlB在調(diào)節(jié)胰島紊敏感性和能量代謝中發(fā)揮重要作用，這也為2型糖尿病和肥胖的治療提供了潛在的新靶點。.胰島素受體底物（住5$）剔除口前已發(fā)現(xiàn)至少9種IRSs,其巾與胰島素信號轉(zhuǎn)導密切相關(guān)的特異性底物有1區(qū)51、集52、便53、住54,尤以IRSI和IRS2受到關(guān)注。（1）IRSI剔除：IRSl是lnsr和胰島索樣生長因子一1（IGF-1）受體酪氨酸激酶的主要底物。研究發(fā)現(xiàn)IRSl雜合子（IRS1+/一）鼠表型正常。純合子（IRS1-/一）鼠呈現(xiàn)胚胎和出生后生長遲滯，這表明IRS1在胰島素和IGFs的促生長效應中發(fā)揮重要作用.還發(fā)現(xiàn)IRS1-/-鼠呈輕度胰島素抵抗，并出現(xiàn)代謝綜合征的特征，如高TG血癥和高血壓?但并不發(fā)展為糖尿病。其機制可能是由于B細胞的增生代償.IRS1-/-鼠僅出現(xiàn)棚對較輕的表型，而IRS1—/-鼠卻因嚴重的表型而死亡.這強力提示體內(nèi)存在非IRSl依賴的胰島素和IGFs信號轉(zhuǎn)導通路.現(xiàn)已證實IRS2參與了胰島素的信號轉(zhuǎn)導，并可能代償IRSl鼠IRSl的缺陷。究還發(fā)現(xiàn)，在IRS1—/—鼠肌肉組織中，胰島素誘導的磷脂酰肌醇3激酶（PI-3K）、P70S6激酶和絲裂原激活的蛋白激酶（MAPK）的（完整）胰島素抵抗激活作用以及葡萄糖的轉(zhuǎn)運能力均減弱。而肝臟中PI—3K和MAPK活性均正常。其可能解釋是作為替代底物的IRS2在兩組織中存在明顯差異.在IRS1—/-鼠肝臟，酪氨酸磷酸化的IRS2水平與野生型（集51—/+）鼠中IRS1水平相近。而肌肉中前者僅相當于后者的20%?30%。這些研究表明，骨骼肌中IRS1在介導胰島素促進的葡萄糖轉(zhuǎn)運和蛋白合成中發(fā)揮重要作用，IRS1-/一鼠的胰島素抵抗主要是外周抵抗。在IRS1-/一鼠的脂肪組織，胰島素誘導的PI—3K活性和IRS2的酪氨酸磷酸化減弱，胰島素刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運和葡萄糖轉(zhuǎn)運子4（GluT4）的轉(zhuǎn)位亦減少，且發(fā)現(xiàn)IRS3成為與「1一3長相關(guān)的主要酪氨酸磷酸化蛋白。這提示在脂肪細胞，IRSI和IRS3在翕導胰島素刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運中均起重要作用，在IRSI—/-鼠的脂肪組織由IRS3代償IRS1的缺陷。（2）IRS2剔除：IRS2剔除鼠的表型與IRS1剔除鼠明顯不同。IRS2雜合子.（IRS2+/一）鼠表型正常.純合子（IRS2一/一）鼠出生時較野生型（IRS2+/-）小10%,并一直延續(xù)至成年。且發(fā)現(xiàn)IRS2-/-鼠呈現(xiàn)顯著的進行性IGT,10周齡時發(fā)展為糖尿病。這提示IRS2的缺陷不僅能致外周IR,還能阻止8細胞對胰島素抵抗的代償。組織學研究顯示，早在4周齡時IRS2-/-鼠B細胞量較野生型下降17%,而在IRS1—/-鼠的B細胞卻增加了85%.盡管IRS2—/一鼠B細胞增生缺陷，但單個B細胞的分泌功能仍然正?；蛟鰪?在IRS2—/-鼠的肝臟和肌肉中，與IRSI相關(guān)的PI—3K活性下降50%以上。而1區(qū)51—/一鼠中，與1區(qū)52相關(guān)的PI-3K活性卻顯著升高.由此認為PI—3K的調(diào)節(jié)缺陷是導致IRS2—/一鼠糖代謝紊亂的主要原因.在IRSI和IRS2雙雜合子（IRS1+/-IRS2+/一）鼠的研究中表明，IRSI和（完整）胰島素抵抗住52在胚胎發(fā)育和生長過程中起關(guān)鍵性作用，且IRSl更為重要。盡管兩者均參與了外周的糖代謝.但IRS2在B細胞發(fā)育及對外周IR的代償中起主要作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，IRS3純合了（住53-/-鼠表型正常.值得注意的是脂肪組織和B細胞中IRS3的重要生理功能可能被IRSl和IRS2所掩蓋。.PI-3K剔除PI—3K是胰島素刺激葡萄糖攝取和GluT4轉(zhuǎn)位必需的信號分子由Pik3rl基因編碼的P85a調(diào)節(jié)亞基通過SH2結(jié)構(gòu)域與IRSs相互作用，激活PI—3K?；蛱蕹芯匡@示，Pik3rl-/一鼠因骨骼肌和脂肪細胞對葡萄糖的轉(zhuǎn)運增加，而出現(xiàn)胰島素敏感性增加和低血糖.進一步研究發(fā)現(xiàn)，在野生型鼠，胰島素刺激的與IRSs相關(guān)的PI—3K活性由全長P85a亞基介導，而在「1卜3”一/一鼠中由同一基因編碼的P50a亞基介導.后者可使「1卜3"-/-鼠脂肪細胞中胰島素誘導的3,4,5-三磷酸肌醇酯產(chǎn)生增加，并能促進GluT4的轉(zhuǎn)位。這些結(jié)果為PI-3K調(diào)節(jié)葡萄糖體內(nèi)平衡提供了直接證據(jù)，且這一調(diào)控過程可能受到PI—3K調(diào)節(jié)亞基異型體表達水平的影響。.6舊14剔除胰島素的外周效應之一是促進GluT4從細胞內(nèi)轉(zhuǎn)位至細胞質(zhì)膜.介導細胞外葡萄糖進入細胞內(nèi).6舊14純合突變（GluT4一/-）鼠出現(xiàn)胰島素抵抗和IGT.但并不發(fā)展為糖尿病。此種鼠往往形體瘦小，脂肪沉積明顯減少，心臟肥大，這可能與高胰島素血癥和FFA供給不足有關(guān)?？赡苡捎谛墓δ墚惓?，GluT4-/一鼠多僅能存活5?7個月。而GluT4+／-鼠出生時除瘦弱外表型正常，盡管雄鼠并不隨時間延長而肥胖，但卻出現(xiàn)嚴重的外周胰島素抵抗、高胰島素血癥、高血壓和高血糖，目前尚無證據(jù)表明其B細胞功能存在缺陷。GluT4-/-鼠肌肉和脂肪中GluT4表達顯著降低,總體脂沒有變化,但脂肪細胞平均體積增加了35%。組織病（完整）胰島素抵抗理顯示，GluT4+/—鼠存在糖尿病性心肌病變和肝臟脂肪變性，這些改變與人類2型糖尿病極為相似