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目的2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)的主要发病机制是胰岛素抵抗(IR)和胰岛β细胞功能衰竭。胰岛组织分泌的胰岛素,作为人体唯一降糖激素,在T2DM的发生发展中起举足轻重的作用,目前对胰岛组织及其核心细胞胰岛β细胞的病理生理机制了解甚少,尚无统一定论。细胞焦亡作为一种新型炎症性细胞死亡,近年来被发现广泛参与多种急慢性炎性损伤过程,成为探索疾病机理、寻找治疗靶点的重要方向。本研究设计基于以下两点,一方面,糖脂毒性贯穿T2DM发病始末环节,脂多糖(LPS)是病原菌附属产物,作为肠道菌群失调后效应与T2DM之间存在密切关联,既往研究表明高糖、高脂、LPS可通过调节炎症反应,诱导糖尿病相关疾病的组织细胞发生焦亡损伤,但无研究证实在2型糖尿病的胰岛β细胞中是否发生焦亡现象。另一方面,利拉鲁肽(liraglutide)作为一种新型降糖药物胰高血糖素样肽-1受体激动剂(GLP-1RA),近期研究发现该药对单核巨噬细胞中含pyrin结构域NOD样受体家族3(NLRP3)炎性小体相关的细胞焦亡具有抑制作用,目前虽无GLP-1RA对T2DM胰岛β细胞的抗焦亡相关研究出现,但无疑,降糖药物GLP-1RA表现出巨大的抗焦亡潜力。基于上述背景,本研究旨在探索以下四个问题:1)高糖、高脂、LPS是否引起胰岛β细胞发生NLRP3依赖的细胞焦亡及其分子机制;2)焦亡损伤是否影响胰岛细胞的胰岛素分泌功能;3)进一步探索GLP-1RA利拉鲁肽是否具有抑制胰岛β细胞焦亡的作用;4)利拉鲁肽是否对焦亡损伤后胰岛细胞的分泌功能有所改善。本研究为T2DM胰岛β细胞的病理机制拓宽认知领域,为利拉鲁肽的临床应用增添新证据。方法1.分别探索葡萄糖、软脂酸(PA)、LPS诱导胰岛βTC-6细胞构建焦亡模型的最佳条件。用不同浓度、不同时长的葡萄糖和PA,用单一或联合三磷酸腺苷(ATP)的LPS分别处理胰岛βTC-6细胞,用实时荧光定量PCR(RT-PCR)、Western Blot法检测胰岛β细胞中NLRP3、半胱天冬氨酸蛋白水解酶1(caspase-1)的表达水平,对经干预后的β细胞进行高糖刺激下胰岛素分泌试验(GSIS),后续用ELISA法测定细胞上清液中胰岛素分泌量,探讨以上三种干预方式对胰岛β细胞的焦亡诱导情况,及焦亡发生对β细胞的胰岛素分泌损伤情况。2.根据第一部分结果提示,分别用最佳诱导条件的葡萄糖、PA、LPS三种因素诱导胰岛βTC-6细胞发生焦亡,并给予利拉鲁肽和caspase-1抑制剂处理,用FITC-Annexin V/PI细胞双染凋亡试剂盒行细胞染色后用流式细胞术分析,了解焦亡细胞比例,用RT-PCR法、Western Blot法检测NLRP3、caspase-1、GSDMD焦亡表达情况,进行GSIS实验后用ELISA法测定细胞上清液胰岛素分泌量,探讨利拉鲁肽对葡萄糖、PA、LPS诱导的胰岛β细胞焦亡的抑制作用及其对胰岛功能的保护作用。结果1.不同条件的葡萄糖、PA、LPS处理可诱导胰岛βTC-6细胞发生不同程度的NLRP3、caspase-1相关焦亡表达,且胰岛β细胞不同程度的焦亡发生伴随着不同程度的细胞胰岛素分泌功能的下降。2.葡萄糖、PA、LPS处理后的胰岛βTC-6细胞,流式细胞术分析发现焦亡细胞百分比增加,细胞中NLRP3、caspase-1和GSDMD蛋白和mRNA表达量增加,ELISA法检测细胞上清液中胰岛素含量减少。使用利拉鲁肽和caspase-1抑制剂后,其流式细胞术分析得出的焦亡细胞百分比明显下降,细胞NLRP3、caspase-1和GSDMD的表达水平降低,并且用ELISA法检测的细胞上清液胰岛素分泌量有所上升。结论1.高糖、高脂、LPS可以诱导胰岛βTC-6细胞发生NLRP3依赖的细胞焦亡,并且损伤胰岛β细胞的胰岛素分泌功能。2.利拉鲁肽能够抑制高糖、高脂、LPS诱导的胰岛βTC-6细胞NLRP3依赖的细胞焦亡,并且改善细胞焦亡对胰岛功能的损伤。