GLP-1与胰高血糖素调控草鱼糖代谢的比较研究.pdf

摘要

胰高血糖素和胰岛素是调节机体葡萄糖代谢的关键激素，二者相互拮抗，共同维持

1GLP-1

血糖稳态。胰高血糖素样肽（）作为一种肠促胰岛素，在血糖稳态调控中同样

起着重要作用。在哺乳动物中，GLP-1从肠道分泌，通过血液运输至胰腺β细胞，与膜

上受体结合后，通过AC/cAMP/PKA信号通路，刺激胰岛素释放，降低血糖，发挥拮抗

胰高血糖素的作用。在鱼类中，GLP-1扮演着截然相反的生理角色，它与胰高血糖素的

GLP-1GLP-1aGLP-1b

作用相似，具有升高血糖的作用。鱼类有两种，分别为和。鱼类

GLP-1生理角色的转变打破了胰岛素和胰高血糖素拮抗的平衡关系，这可能是鱼类糖耐

量低下的原因之一。但是，鱼类GLP-1和胰高血糖素在糖代谢调控中的差别以及鱼类

GLP-1的作用机制尚不清楚。因此，本研究通过以下方法比较GLP-1和胰高血糖素在草

鱼（Ctenopharyngodonidella）糖代谢调控作用上的差别：基因克隆获取草鱼胰高血糖素

gcgagcgb

原基因和，并进行生物信息学分析，检测其在各组织中的分布情况；通过腹

腔注射实验，检测血糖和肝胰脏糖代谢相关基因的表达变化；通过原代肝细胞实验，检

测糖代谢相关基因的表达变化；阻断PKA信号通路并检测它们对草鱼肝细胞糖代谢影

响的变化；结合代谢组和转录组技术比较GLP-1与胰高血糖素的生理功能差别并筛选潜

在作用途径。实验结果如下：

（1）采用基因克隆技术获得了草鱼胰高血糖素原基因gcga和gcgbcDNA序列。

克隆得到的gcgacDNA序列长度为944bp，编码176个氨基酸。gcgbcDNA序列长度

为411bp，编码135个氨基酸。确定了草鱼gcga编码胰高血糖素、GLP-1a和GLP-2；

gcgb编码胰高血糖素和GLP-1b。系统发育树分析结果表明，草鱼胰高血糖素原（Gcga

和Gcgb）与其它鱼类中的同源物归为一簇。组织分布结果显示，gcga在肠道中表达量

最高，心、脾、肾、鳃和脂肪组织中也有少量表达；gcgb在脂肪组织中表达量最高。

（2）在体实验结果表明，草鱼GLP-1和胰高血糖素具有相似的生理作用。草鱼分

1000ng/gBWBodyWeightGLP-1aGLP-1b3h

别注射（）胰高血糖素、和，在注射时都

可以刺激葡萄糖-6-磷酸酶（g6pase）的表达，升高血糖。胰高血糖素升血糖的能力最强，

其次是GLP-1a，相比而言，GLP-1b升血糖的能力最弱。离体实验发现，使用胰高血糖

GLP-1aGLP-1b3hGLP-1a

素、和孵育草鱼原代肝细胞，处理时，胰高血糖素和均显

著抑制糖酵解，促进糖异生和葡萄糖转运。

I

（3）通过阻断PKA信号通路，比较胰高血糖素、GLP-1a和GLP-1b对草鱼肝细

胞糖代谢的作用变化。结果发现，GLP-1a和胰高血糖素均通过PKA信号通路促进糖异

GLP-1gkPKA

生，但是和胰高血糖素对糖酵解基因的调控并不依赖于信号通路。

（4）代谢组和转录组的KEGG富集结果显示，GLP-1a、GLP-1b以及胰高血糖素

处理组与对照组之间的差异代谢物均富集在胰岛素抵抗（Insulinresistance）、磷酸戊糖