具有抗糖尿病和其它有用活性的植物提取物的制作方法
【專利說(shuō)明】具有抗糖尿病和其有用活性的植物提取物
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求在2013年3月12日提交的美國(guó)申請(qǐng)No. 61/777, 657和在2013年3 月12日提交的美國(guó)申請(qǐng)No. 61/777, 927的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及含有營(yíng)養(yǎng)有益或藥用活性化合物的植物提取物。運(yùn)些提取物中的一些 或其中所含純化的化合物可通過(guò)調(diào)節(jié)膜島素信號(hào)傳導(dǎo)用于營(yíng)養(yǎng)支持、預(yù)防、治療或可能治 愈人類和動(dòng)物中各種代謝性和其它疾病和病癥，包括1型和2型糖尿病。此調(diào)節(jié)效應(yīng)可包 括調(diào)控體內(nèi)細(xì)胞和組織中膜島素受體（1時(shí)、膜島素樣生長(zhǎng)因子（IG巧受體和/或膜島素受 體底物（IR巧蛋白的水平和/或活性。主要重點(diǎn)是針對(duì)IRS蛋白。IRS蛋白家族中的兩個(gè) 成員，IRS1和IRS2,是膜島素生長(zhǎng)因子信號(hào)傳導(dǎo)通路或膜島素樣生長(zhǎng)因子信號(hào)傳導(dǎo)通路中 的部分，但也通過(guò)其它生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子介導(dǎo)信號(hào)，包括IFN-丫、比-2、比-4、比-7、比-9、 比-13或IL-15、生長(zhǎng)激素、催乳素或瘦素。IRS1或IRS2功能活性也整合從促炎性細(xì)胞因子 所發(fā)出的信號(hào)，促炎性細(xì)胞因子包括TNF-a、比-6、IL-ie及相關(guān)因子。通常，促炎性細(xì)胞 因子抑制IRS1/IRS2信號(hào)傳導(dǎo)，其促成膜島素抗性綜合癥。
[0004]發(fā)明背景
[0005] 糖尿病是一種已知超過(guò)2000年的復(fù)雜的，且可威脅生命的疾病。它發(fā)生在各種哺 乳動(dòng)物中，如猴子、犬、大鼠、小鼠和人。Banting和Best在1921年發(fā)現(xiàn)和提純膜島素及后 來(lái)膜島素對(duì)人的治療用途在醫(yī)學(xué)科學(xué)中是里程碑進(jìn)步，且提供對(duì)糖尿病局部治療，其今天 仍在廣泛使用。一般情況下，膜島素水平基于每時(shí)每刻由機(jī)體調(diào)節(jié)來(lái)維持血糖水平在狹窄 的生理范圍之內(nèi)。然而，在糖尿病患者中，周期性膜島素注射只能接近正常狀態(tài)，由于在許 多情況下，在如肝臟、肌肉和脂肪的器官和組織中對(duì)膜島素的細(xì)胞應(yīng)答也降低。因此，由于 W下將詳細(xì)討論的運(yùn)些和其它原因，在治療的糖尿病患者的一生中，威脅生命的并發(fā)癥仍 然出現(xiàn)，特別是2型（成年發(fā)病型）糖尿病的情況。（1)
[0006] 糖尿病是由各種原因引起的，包括自身免疫介導(dǎo)的β-細(xì)胞破壞（1型糖尿?。?0-細(xì)胞膜島素分泌能力不足W補(bǔ)償外周膜島素抗性（2型糖尿?。籛及葡萄糖傳感或膜 島素分泌受損（青年成熟期發(fā)病型糖尿??；M0DY) (1)。1型糖尿病在遺傳上是復(fù)雜的，且通 過(guò)循環(huán)針對(duì)多種膜島抗原的自身抗體所引起。膜島素被認(rèn)為是1型糖尿病的發(fā)病機(jī)理中主 要自身抗原中的一種，但其它抗原值得關(guān)注（2)。由于當(dāng)1型糖尿病進(jìn)展時(shí)，新的β-細(xì)胞 形成緩慢發(fā)生，所W可能需要在減弱自身免疫應(yīng)答時(shí)通過(guò)加速β-細(xì)胞再生的速率來(lái)治療 該疾?。?)。
[0007]2型糖尿病是糖尿病最常見的形式。雖然它通常出現(xiàn)在中年，但在發(fā)達(dá)國(guó)家中 2型糖尿病在兒童和青少年中變得越來(lái)越常見。生理應(yīng)激-對(duì)創(chuàng)傷、炎癥或過(guò)量營(yíng)養(yǎng)物 的應(yīng)答-通過(guò)在各種組織中激活損傷對(duì)膜島素的受體后應(yīng)答的通路來(lái)促進(jìn)2型糖尿病 (1)。遺傳變異也改變對(duì)促進(jìn)2型糖尿病的環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)因素的應(yīng)答。在少量信息情況中， 膜島素受體或ΑΚΤ2中突變解釋嚴(yán)重形式的膜島素抗性（4)。然而，2型糖尿病的常見形 式與對(duì)膜島素作用有適度效應(yīng)的多基因變體相關(guān)-包括過(guò)氧化物酶體增生物激活受體 丫（PPARG)、過(guò)氧化物酶體增生物激活受體丫共激活物Ια(PPARGC1A)、向內(nèi)整流K+-通道 Kir6. 2〇(CNJll)、巧蛋白酶-IO(CAPNIO)、轉(zhuǎn)錄因子7-樣2燈CF化2)、脂聯(lián)素（ADIPOQ)、脂聯(lián) 素受體2 (ADIP0R2)、肝細(xì)胞核因子4α(HNF4A)、解偶聯(lián)蛋白-2扣CP2)、固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合 轉(zhuǎn)錄因子USREBF1)或高血漿濃度白細(xì)胞介素-6巧）。雖然每個(gè)基因的效應(yīng)小，但運(yùn)些發(fā)現(xiàn) 為2型糖尿病的發(fā)病機(jī)理提供重要線索。
[000引不論潛在的病因，由慢性高血糖癥及補(bǔ)償性高膜島素血癥加劇的膜島素信號(hào)傳導(dǎo) 失調(diào)促進(jìn)一組急性和慢性后遺癥化）。未治療的糖尿病進(jìn)展為酬酸中毒（在1型糖尿病中 最為常見）或高血糖滲透性應(yīng)激（在2型糖尿病中最為常見），運(yùn)是導(dǎo)致發(fā)病率和死亡率的 直接原因。從長(zhǎng)期來(lái)看，糖尿病與許多威脅生命的慢性并發(fā)癥相關(guān)。由于糖尿病患者中出 現(xiàn)的腦血管疾病明顯增加，所W腦中風(fēng)發(fā)病率比非糖尿病人群高Ξ倍。同樣地，由于高血糖 癥與其它屯、血管危險(xiǎn)因子的協(xié)同效應(yīng)，在糖尿病患者中屯、血管疾病如外周血管疾病、充血 性屯、臟衰竭、冠狀動(dòng)脈疾病和屯、肌梗死一致增加。而且，屯、血管功能減弱與全身氧化應(yīng)激的 聯(lián)合效應(yīng)造成對(duì)視網(wǎng)膜毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷（導(dǎo)致失明）、對(duì)腎小球系膜細(xì)胞損傷從而 引起腎衰竭W及對(duì)周圍神經(jīng)損傷造成神經(jīng)病變從而引起四肢疼痛和麻木（7)。
[0009] 糖尿病也與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的年齡相關(guān)性變性相關(guān)。超過(guò)85-90歲的人顯示出膜島 素抗性比預(yù)期弱-且令人驚訝的是，百歲老人對(duì)膜島素敏感（8)。可促進(jìn)外周膜島素敏感 性、且減少維持正常的葡萄糖穩(wěn)態(tài)所需的循環(huán)膜島素濃度的化合物提供對(duì)葡萄糖不耐受及 其進(jìn)展為威脅生命的糖尿病的理想療法。
[0010] 膜島素、膜島素樣生長(zhǎng)因子和受體
[0011] 哺乳動(dòng)物產(chǎn)生Ξ種膜島素樣膚-膜島素、膜島素樣生長(zhǎng)因子-l(IGF-l)和膜島素 樣生長(zhǎng)因子-2QGF-2)-其可激活由膜島素受體（IR)基因和膜島素樣生長(zhǎng)因子-1受體 "GF1巧基因所編碼的五種同源性膜島素樣受體酪氨酸激酶（圖lA/巧。膜腺β-細(xì)胞應(yīng) 答循環(huán)葡萄糖濃度產(chǎn)生膜島素，然而內(nèi)分泌IGF-1很大程度上分泌自通過(guò)營(yíng)養(yǎng)物和生長(zhǎng)激 素刺激的肝細(xì)胞；IGF-1和IGF-2也在許多組織和細(xì)胞局部產(chǎn)生，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)巧）。 IGF1可與膜島素協(xié)同作用來(lái)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物穩(wěn)態(tài)、膜島素敏感性和膜腺β-細(xì)胞功能巧）。膜 島素受體基因和IGF受體基因編碼形成共價(jià)連接二聚體的同源前體，該二聚體可通過(guò)蛋白 水解裂解W生成具有兩個(gè)細(xì)胞外α-亞基和兩個(gè)跨膜β-亞基的四聚體。細(xì)胞外α-亞 基創(chuàng)建配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域，其可調(diào)節(jié)位于跨膜β-亞基的細(xì)胞內(nèi)部分上的酪氨酸激酶的活性 (10)。
[0012] 高親和力配體結(jié)合誘導(dǎo)β-亞基的催化結(jié)構(gòu)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，運(yùn)促進(jìn)激酶調(diào)節(jié)環(huán) (IRa)-Tyrll58、Tyrll62和Tyrll63中Ξ個(gè)酪氨酸殘基的憐酸化（11)。自憐酸化從其抑 制位置釋放調(diào)節(jié)環(huán)，運(yùn)打開催化位點(diǎn)W使其它蛋白憐酸化（12)。憐酸化的調(diào)節(jié)環(huán)還可與調(diào) 控激酶活性的其它信號(hào)傳導(dǎo)蛋白相互作用，包括GrblO、Grbl4、AI^和甜2B(13)。位于激酶 結(jié)構(gòu)域W外，且鄰近質(zhì)膜的N陽(yáng)Y-基序內(nèi)的第四個(gè)酪氨酸殘基（I化中的Tyr960 ;IRa中的 Tyr972 ;IGF1R中的Tyr950)也可被憐酸化，運(yùn)募集膜島素受體底物（IRS-蛋白）W通過(guò)激 活的受體激酶進(jìn)行酪氨酸憐酸化（14)。
[0013] 膜島素受體底物
[0014] 基于細(xì)胞和基于小鼠的實(shí)驗(yàn)顯示，通過(guò)IRS1、IRS2或其同系物或其它支架蛋白包 括甜C、CBLAI^和甜28、6481、6482、000(1和000(2的酪氨酸憐酸化來(lái)產(chǎn)生或調(diào)控大多數(shù) 即便不是全部膜島素信號(hào)（15)。雖然運(yùn)些底物中每一個(gè)的作用值得關(guān)注，但是轉(zhuǎn)基因小鼠 研究表明很多膜島素應(yīng)答-特別是與體細(xì)胞生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)物穩(wěn)態(tài)相關(guān)的那些-通過(guò)IRS1或 IRS2來(lái)介導(dǎo)（1)。
[0015] 在1985年發(fā)現(xiàn)膜島素受體底物蛋白家族的第一成員，且隨后的研究成果掲示存 在相關(guān)的IRS家族成員W及IRS蛋白連接的信號(hào)傳導(dǎo)通路。在發(fā)現(xiàn)膜島素受體（IR)具有 酪氨酸激酶酶活性之后，許多團(tuán)體研究可能調(diào)節(jié)受體下游信號(hào)傳導(dǎo)的膜島素受體底物。存 在膜島素受體的實(shí)際祀蛋白（隨后命名為膜島素受體底物，或"IRS"蛋白）的第一個(gè)證據(jù) 來(lái)自憐酸化酪氨酸抗體免疫沉淀物的使用，令人驚訝的是，其在膜島素刺激的肝癌細(xì)胞中 掲示185-kDa的憐蛋白（ppl85)(16)。PP185的純化和分子克隆掲示第一信號(hào)傳導(dǎo)支架之 一W及第一膜島素受體底物蛋白（IRS1) (17,18)。IRS1被確定為具有生物學(xué)上的重要性， 因?yàn)樗谀u素刺激后立即憐酸化，且不能使IRS1憐酸化的催化活性的膜島素受體突變 體沒有生物學(xué)活性。
[0016]多次實(shí)驗(yàn)表明可能存在其它相關(guān)蛋白，其可導(dǎo)致膜島素受體底物2QRS2)的純化 和克隆，IRS2是IRS家族的第二成員（19, 20)。
[0017] 轉(zhuǎn)基因小鼠的實(shí)驗(yàn)掲示IRS1和IRS2參與促進(jìn)體細(xì)胞生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)物穩(wěn)態(tài)。在無(wú) IRS1的情況下，從出生到2歲死亡，小鼠比正常情況下小50%。無(wú)IRS1的小鼠具有更少的 體脂且是葡萄糖不耐受的。在小鼠中，IRS2對(duì)于外周膜島素作用是重要的，因?yàn)槿鄙買RS2 的小鼠展示葡萄糖不耐受性和高脂血癥。
[001引使用標(biāo)準(zhǔn)基因敲除方法破壞小鼠IRS2基因造成在8-12周齡間患有的糖尿病。隨 著年齡增長(zhǎng)，膜腺β-細(xì)胞從運(yùn)些小鼠內(nèi)丟失，且對(duì)β-細(xì)胞功能是重要的基因在缺乏IRS2 的小鼠內(nèi)失調(diào)。
[0019]IRS蛋白是銜接分子，其將膜島素樣受體連接至常見下游信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)（圖1Α/ Β)。在曬齒類動(dòng)物中已經(jīng)鑒定四種IRS-蛋白基因，但運(yùn)些基因中只有3種基因（IRS1、IRS2 和IRS4)在人中表達(dá)。IRS1和IRS2在哺乳動(dòng)物組織中廣泛表達(dá)，而IRS4很大程度上限制 到下丘腦，且在其它少數(shù)組織中低水平表達(dá)。運(yùn)些蛋白的每一個(gè)是通過(guò)Ν肥端普列克底物 蛋白（pleckstrin)同源性（ΡΗ)結(jié)構(gòu)域祀向于激活的膜島素樣受體。ΡΤΒ結(jié)構(gòu)域特異性結(jié) 合于激活的受體激酶中憐酸化的N陽(yáng)Y-基序（1)。PH結(jié)構(gòu)域也促進(jìn)IRS蛋白和IR之間的 相互作用，但該機(jī)制知之甚少。IRS-蛋白中的PH結(jié)構(gòu)域充當(dāng)特定作用，由于其可在IRS-蛋 白之間互換，而無(wú)明顯生物活性損失，但異源PH結(jié)構(gòu)域取代正常PH結(jié)構(gòu)域時(shí)，其抑制IRS1 功能（21)。除了PH和PTB結(jié)構(gòu)域外，IRS2也利用另一個(gè)機(jī)制與激活的膜島素受體相互作 用倘）。
[0020] IRS-P13K-AKT級(jí)聯(lián)
[0021] 研究的最好的膜島素樣信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)之一設(shè)及通過(guò)憐脂酷肌醇3-激酶（PI3-激 酶）產(chǎn)生PI-3,4,5-P3。1型PI3-激酶是由含有2個(gè)src-同源性-2(S肥）結(jié)構(gòu)域的調(diào)節(jié)亞 基和催化亞基構(gòu)成，該催化亞基由調(diào)節(jié)亞基所抑制，直到調(diào)節(jié)亞基的甜2結(jié)構(gòu)域被IRS-蛋 白中憐酸化的酪氨酸殘基所占據(jù)（23)。PI-3,4,5-P3將絲氨酸/蘇氨酸-激酶PDK1和 AKT(又稱為P?。┠技劫|(zhì)膜，其中AKT由PDK-1介導(dǎo)的憐酸化所激活（圖1A/B)。AKT使 很多蛋白憐酸化，此類蛋白在細(xì)胞存活、生長(zhǎng)、增殖、血管生成、代謝和遷移中充當(dāng)核屯、作用 (24)。多個(gè)真性AKT底物的憐酸化與膜島素樣信號(hào)傳導(dǎo)特別相關(guān)：GSK3a/e(阻斷糖原合 酶的抑制）、AS160 (促進(jìn)GLUT4易位）、BAD·BCL2雜二聚體（抑制細(xì)胞調(diào)亡）、FOXO轉(zhuǎn)錄 因子（調(diào)芐基因表達(dá)）、P21CIP1和P27KIP1 (阻斷細(xì)胞周期抑制）、eNOS(刺激NO合成和 血管舒張）W及PDE3b(水解cAMP)(圖1A/B)。AKT還使馬鈴馨球蛋白（TSC2)憐酸化，運(yùn) 抑制其GAP對(duì)小G-蛋白R(shí)H邸的活性，小G-蛋白R(shí)H邸促進(jìn)激活mTOR的RH邸'GTP復(fù)合物 的聚積（24):該通路提供細(xì)胞生長(zhǎng)所需的膜島素信號(hào)傳導(dǎo)和蛋白合成之間的直接聯(lián)系（圖 1A/B)。
[0022] 通過(guò)大量的基于細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)和基于小鼠的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證IRS-蛋白在PI3K-AKT信號(hào) 傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)中的作用。雖然IRS1最初從大鼠肝細(xì)胞中純化和克隆，但I(xiàn)RS1和IRS2在體內(nèi)肝 細(xì)胞的膜島素信號(hào)傳導(dǎo)中的主要作用只是在最近才得到證實(shí)（25)。最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)采用將膜 島素腹腔內(nèi)注射入普通小鼠或缺乏肝IRS1和IRS2的小鼠。在普通小鼠中，膜島素迅速刺 激Akt憐酸化，及其下游底物化xol和Gsk3α/β的憐酸化。必須刪除IRS1和IRS2兩者， W使膜島素受體從ΡΙ3Κ-ΑΚΤ級(jí)聯(lián)解禪合（25)。運(yùn)些結(jié)果確認(rèn)肝膜島素信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)IRS1 或IRS2共同但又絕對(duì)的要求。
[002引 IRS2的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)
[0024] 調(diào)節(jié)IRS-蛋白信號(hào)傳導(dǎo)是協(xié)調(diào)各種組織中膜島素應(yīng)答的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的重要 方式，但是運(yùn)些機(jī)制失敗可引起膜島素抗性。IRS1基因的轉(zhuǎn)錄通常是穩(wěn)定的。相比之下，IRS2的產(chǎn)生由多種營(yíng)養(yǎng)物敏感性轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)，包括cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白（CREB)及 其結(jié)合配偶體CRTC2、叉頭框01 (F0X01)、轉(zhuǎn)錄因子E3 (TFE3)W及固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合/因 子-lc(SREBF-lc) (26,27)。有趣的是，CREB/CRTC2轉(zhuǎn)錄復(fù)合物-其結(jié)合cAMP應(yīng)答元件 (CRE)-對(duì)β-細(xì)胞和肝臟中的IRS2表達(dá)具有相反效應(yīng)。餐后，從葡萄糖氧化產(chǎn)生ATP使 0 -細(xì)胞去極化，運(yùn)可促進(jìn)化化流入和cAMP產(chǎn)生，運(yùn)具有很多重要效應(yīng)，包括激活CREB/ CRTC2(26)。因此，葡萄糖與β-細(xì)胞內(nèi)IRS2表達(dá)直接禪合，運(yùn)刺激β-細(xì)胞生長(zhǎng)和代償性 膜島素分泌。相比之下，CREB/CRTC2促進(jìn)空腹肝臟內(nèi)IRS2表達(dá)，運(yùn)可通過(guò)增強(qiáng)基礎(chǔ)膜島素 應(yīng)答來(lái)抑制糖異生作用。
[002引除了cAMP應(yīng)答元件，IRS2基因的啟動(dòng)子區(qū)包括結(jié)合F0X0家族成員的元件、結(jié)合T陽(yáng)3的E-框W及由SREBF-lc識(shí)別的固醇應(yīng)答元件（SR巧（27)。F0X01將PI3K-AKT級(jí)聯(lián)與 細(xì)胞生長(zhǎng)、存活和代謝中重要基因的表達(dá)聯(lián)系起來(lái)。在肝臟，IRS1和IRS2促進(jìn)F0X01的憐 酸化、核輸出和降解，運(yùn)減少IRS2表達(dá)。此外，在營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩和慢性膜島素刺激期間SREBF-lc 濃度增加，運(yùn)抑制F0X01-介導(dǎo)的IRS2表達(dá)（28)。運(yùn)種互相調(diào)節(jié)的不平衡似乎促成導(dǎo)致代 謝綜合癥和糖尿病發(fā)展的過(guò)度營(yíng)養(yǎng)的病理生理效應(yīng)。因此，預(yù)期促進(jìn)IRS2信號(hào)傳導(dǎo)的化合 物對(duì)肝臟膜島素作用具有強(qiáng)大的規(guī)范效應(yīng)，特別是在營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩期間。
[0026] 膜島素抗性與IRS蛋白信號(hào)傳導(dǎo)失調(diào)。
[0027] 膜島素抗性是常見病理狀態(tài)，其與許多健康病癥-肥胖、高血壓、慢性感染、女性 生殖失調(diào)W及腎臟疾病和屯、血管疾病相關(guān)（1)。在過(guò)去15年中，基于小鼠的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)掲示 介導(dǎo)膜島素信號(hào)、調(diào)控膜島素信號(hào)或?qū)δu素信號(hào)應(yīng)答的基因中的突變?nèi)绾未俪赡u素抗 性和糖尿病。然而遺傳突變是終生膜島素抗性的明顯來(lái)源，它們通常與罕見代謝病癥有關(guān)。 環(huán)境、生理和免疫應(yīng)激通過(guò)復(fù)雜遺傳背景協(xié)調(diào)的異源信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)引起膜島素抗性（1)。
[0028] 肥胖本質(zhì)上與外周膜島素抗性相關(guān)。最近研究掲示從脂肪組織分泌的多種可抑制 膜島素信號(hào)傳導(dǎo)的因子-FFA、腫瘤壞死因子-α(TNFa)和抵抗素；或促進(jìn)膜島素信號(hào)傳導(dǎo) 的因子-30kDa的脂肪細(xì)胞補(bǔ)體-相關(guān)蛋白（脂聯(lián)素）和瘦素。運(yùn)些因子中的每一種均對(duì) 基因表達(dá)模式具有特定效應(yīng)，該基因表達(dá)模式可改變細(xì)胞對(duì)膜島素的應(yīng)答。然而，運(yùn)些因子 對(duì)IRS-蛋白的表達(dá)或功能的效應(yīng)能促成膜島素抗性的機(jī)制（29)。在急性外傷或慢性代謝 或炎性應(yīng)激期間所激活的信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)通過(guò)各種機(jī)制使IRS-蛋白失調(diào)，包括憐酸酶介導(dǎo) 的去憐酸化、蛋白酶體介導(dǎo)的降解和絲氨酸/蘇氨酸憐酸化。IRS-蛋白功能失調(diào)也提供似 合理的框架來(lái)理解當(dāng)外周膜島素抗性出現(xiàn)時(shí)的代償性β-細(xì)胞功能丟失（30)。
[0029]TNFa實(shí)驗(yàn)掲示將炎性細(xì)胞因子和膜島素抗性聯(lián)系起來(lái)的首要機(jī)制之一（31)。 TNFα激活N肥-端JUN激酶（JNK)，其使絲氨酸殘基上的IRS1憐酸化，該絲氨酸殘基抑制 在對(duì)膜島素應(yīng)答時(shí)ΡΙ3-激酶/Akt通路的激活。JNK-介導(dǎo)的IRS1的憐酸化也可能介導(dǎo)細(xì) 胞應(yīng)激效應(yīng)，包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。膜島素本身通過(guò)激活PI3-激酶來(lái)促進(jìn)IRS1的絲氨酸憐酸 化，掲示可能由許多激酶-AKT、PKCC、ΙΚΚβ、JNK、mT0R和S6K1介導(dǎo)的反饋調(diào)節(jié)（29)。
[0030] 在膜腺β-細(xì)胞和膜島素抗性中IRS2信號(hào)傳導(dǎo)的核屯、作用。
[0031] 缺乏Irsl或Irs2基因的小鼠是膜島素抗性的，具有受損的外周葡萄糖利用。兩 種類型的敲除小鼠均展示代謝失調(diào)，但只有Irs2-/-小鼠在8-12周齡因膜腺β-細(xì)胞近乎 完全喪失而患糖尿?。?2)。該結(jié)果將通過(guò)IRS2的膜島素樣信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)定位在β-細(xì)胞 功能的中屯、。
[0032] 許多因子是適當(dāng)β-細(xì)胞功能所需要的，包括同源域轉(zhuǎn)錄因子Pdxl。Pdxl調(diào)節(jié) 0-細(xì)胞生長(zhǎng)和功能所需的下游基因，且PDX1突變引起人常染色體形式的早發(fā)性糖尿病 (M0DY)。在Irs2-/-膜島中Pdxl降低且Pdxl單倍劑量不足進(jìn)一步減少缺乏Irs2的β細(xì) 胞的功能。葡萄糖和膜高血糖素樣膚-1對(duì)β-細(xì)胞生長(zhǎng)具有強(qiáng)的效應(yīng)，運(yùn)取決于Irs2信 號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)（圖1B)。在β-細(xì)胞中，Irs2是由cAMP和化化激動(dòng)劑-包括葡萄糖和膜高 血糖素樣膚-1 (GLP1)上調(diào)-運(yùn)可激活cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白（CREB)和CR邸調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)錄 共激活劑2 (CRTC22) (34)。雖然許多cAMP介導(dǎo)的途徑對(duì)抗膜島素作用，但是葡萄糖和GLP1 對(duì)IRS2的上調(diào)掲示運(yùn)些重要信號(hào)的非預(yù)期交叉（圖1B)。因此，每日消耗高熱量食物造成 的高血糖癥促進(jìn)β-細(xì)胞生長(zhǎng)，至少部分通過(guò)增加IRS2表達(dá)（34)。運(yùn)些結(jié)果表明膜島素樣 信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)的Irs2-分支是β-細(xì)胞可塑性和功能的"普通守口人（gatekeeper)"。因 此促進(jìn)IRS2信號(hào)傳導(dǎo)的化合物可對(duì)β細(xì)胞生長(zhǎng)、存活和功能具有有益效應(yīng)。
[0033] 外周膜島素抗性促成2型糖尿病，但β-細(xì)胞衰竭是所有類型糖尿病的重要特征。 0 -細(xì)胞頻繁地?zé)o法補(bǔ)償膜島素抗性，至少部分因?yàn)樵谀繕?biāo)組織中介導(dǎo)膜島素信號(hào)傳導(dǎo)的 膜島素和IGF信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)的IRS2-分支對(duì)于β-細(xì)胞生長(zhǎng)、功能和存活也是至關(guān)重要的 (32)。
[0034] 因?yàn)槟u素抗性是代謝失調(diào)和糖尿病的病因，所W了解膜島素抗性的分子基礎(chǔ)是 重要目標(biāo)。遺傳突變是終生膜島素抗性的明顯來(lái)源，但它們與罕見代謝病癥相關(guān)，且因此在 一般人群中難W識(shí)別。炎癥與膜島素抗性相關(guān)，且提供框架來(lái)了解飲食、急性或慢性應(yīng)激和 肥胖如何可能引起膜島素抗性。
[0035] 泛素介導(dǎo)的IRS-蛋白降解也促進(jìn)膜島素抗性（圖1Α/Β)。從白細(xì)胞和脂肪細(xì)胞分 泌的IL6增加S0CS1和S0CS3的表達(dá)，其因阻礙細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)的能力而熟知。S0CS1和 S0CS3的另一個(gè)功能是將基于延伸因子BC的泛素連接酶募集到IRS-蛋白復(fù)合物來(lái)介導(dǎo)泛 素化。因此，泛素介導(dǎo)的IRS-蛋白的降解可能是細(xì)胞因子誘導(dǎo)的膜島素抗性的一般機(jī)制， 該膜島素抗性可促成糖尿病或β-細(xì)胞衰竭（35)。
[0036] 蛋白質(zhì)或脂質(zhì)憐酸酶（包括ΡΤΡ1Β、