糖尿病学术前沿心血管疾病的潜在杀手肠

肠道作为人体吸收营养的主要器官，在新陈代谢中发挥着举足轻重的作用。肠道中具有大量免疫细胞，一种被称为肠上皮内T淋巴细胞（IELs）的免疫细胞，分布于整个小肠的肠上皮细胞层，调节全身的新陈代谢。

整合素是细胞黏附分子家族的重要成员之一，主要介导细胞与细胞之间或细胞内与细胞外基质间的相互黏附及双向信号传导。整合素β7对肠道内的免疫细胞具有多重介导作用，整合素β7基因敲除小鼠（β7?/?小鼠）体内没有正常的IEL细胞，在喂饲高脂高糖饮食后，未出现肥胖、高胆固醇血症、高血压、糖尿病、动脉粥样硬化等情况。所以整合素β7基因敲除导致的IEL缺失对于心血管疾病具有保护作用。这种作用依赖于肠道内分泌细胞分泌的GLP-1。正常情况下，IEL通过调控GLP-1受体表达，对GLP-1的生物活性及分泌水平进行调节。

研究方法

1.自然状态：对β7?/?小鼠及野生型小鼠（β7+/+小鼠）进行普通饲料喂养20周，观察两组小鼠在体重、能量代谢、糖代谢、脂代谢方面的差异性；

2.代谢综合症高风险状态：对β7?/?小鼠及β7+/+小鼠进行高脂、高糖、高钠饮食（HFSSD）喂养20周，观察两组小鼠在体重、脂肪分布、糖代谢、脂代谢方面的差异性；

3.动脉粥样硬化的影响：对Ldlr基因敲除小鼠（Ldlr?/?小鼠）移植β7?/?小鼠骨髓，构造bmβ7?/?Ldlr?/?嵌合体模型，同未移植骨髓的普通Ldlr?/?小鼠（bmβ7+/+Ldlr?/?）均给予高胆固醇饮食14周，观察两组小鼠在血脂、动脉粥样硬化斑块方面的差异性；

4.GLP-1相关性：bmβ7?/?Ldlr?/?小鼠及bmβ7+/+Ldlr?/?小鼠喂食高胆固醇饮食14周，观察两组小鼠GLP-1及GLP-1R的表达的差异性。

研究结果

1.在喂养常规饮食，两组小鼠体重保持一致的情况下，β7?/?小鼠进食量更多（图1a,b），基础代谢率更高（图1c,d），储存在棕色脂肪中的糖更多（图1e,f）。

在糖代谢方面，β7?/?小鼠糖耐量更好（图1g），葡萄糖刺激后15min胰岛素分泌量更多，胰岛素敏感性未受影响（图1h,i）。

在脂代谢方面，β7?/?小鼠血浆中甘油三酯水平更低，脂质耐受性更好，不影响肝脏的脂质输出（图1j,k,l）。

2.HFSSD喂养20周后，β7?/?小鼠体型更瘦（图2a），且腹股沟白色脂肪组织(iWAT)和性腺周围白色脂肪组织(pWAT)重量更小（图2b）。对脂肪细胞进行检测后发现β7?/?小鼠的脂肪细胞更小（图2c）。

在代谢方面，β7?/?小鼠未出现高血压（图2f），且糖耐量更优（图2g）。

3.以Ldlr敲除小鼠（Ldlr?/?小鼠）为模型移植β7?/?小鼠或β7+/+小鼠骨髓，构建bmβ7?/?Ldlr?/?小鼠及bmβ7+/+Ldlr?/?小鼠嵌合体模型。对嵌合体模型给予高胆固醇饮食14周后，在进食后及空腹状态下，bmβ7?/?Ldlr?/?小鼠的血浆胆固醇水平均较bmβ7+/+Ldlr?/?小鼠显著更低（图3a），且血浆VLDL、LDL水平更低，而HDL水平未见差异（图3b）。

对动脉粥样硬化斑块进行检测发现，bmβ7?/?Ldlr?/?小鼠主动脉根部动脉粥样硬化斑块的面积及大小均更小（图3c,d），其动脉斑块总量也更少（图3e）。研究也发现bmβ7?/?Ldlr?/?小鼠动脉中浸润性炎症细胞数量显著降低（图3f,g）。

4.整合素β7基因在小肠IEL中高表达（图4a），而整合素β7基因敲除后，淋巴细胞向肠道粘膜的迁移能力受损（图4b）。同野生型小鼠相比，β7?/?小鼠的T细胞降低以αβT细胞和γδT细胞更为显著（图4c）。

随后构建了β7?/?小鼠、β7?/?βTCR?/?小鼠、β7?/?γδTCR?/?小鼠、β7?/?μMT?/?小鼠及β7?/?Ccr2?/?小鼠模型，并对其进行糖耐量检测，发现αβT细胞和γδT细胞可以改善糖耐量（图4d,e）。提示αβT细胞和γδT细胞参与整合素β7基因介导的代谢保护作用。

对于bmβ7?/?Ldlr?/?小鼠喂食高胆固醇饮食14周后，空腹血浆GLP-1水平和回肠GcgmRNA水平显著增高（图4f,g）。野生型小鼠肠道αβT细胞和γδT细胞高表达GLP1-R（图4h）。

为确认IELs中GLP-1R的减少具有心血管保护作用，在bmβ7?/?Ldlr?/?小鼠基础上构建了bmGlp1r?/?β7?/?Ldlr?/?小鼠模型。喂食高脂饮食14周后，bmGlp1r?/?β7?/?Ldlr?/?小鼠空腹血浆GLP-1水平更高，喂食高胆固醇饮食14周后糖耐量更好，血浆胆固醇水平更低，动脉斑块面积更小，动脉浸润炎症细胞数量更少（图4i,j,k,l,m,n）。结果提示，由于GLP1-R减少导致GLP-1在血液中水平升高，进而发挥心血管保护作用。

此外，研究发现β7?/?小鼠中，GLP-1的分泌细胞L细胞数量增加（图5a），提示具有GLP-1R高表达的IELs可以调控GLP-1的分泌，同时回肠IEL与GLP-1RA共孵育后，上清液会抑制回肠L细胞分泌GLP-1（图5b）。研究结果提示GLP-1R在IELs中具有结合、捕获和控制GLP-1生物利用度的功能。

研究结论

整合素β7敲除而导致的IEL缺失对于心血管疾病有保护作用，且这种作用依赖于肠道内分泌细胞分泌的GLP-1。正常情况下，IEL通过调控GLP-1受体表达，对GLP-1的生物活性及分泌水平进行调节。

1.Begg,D.P.Woods,S.C.Theendocrinologyoffoodintake.Nat.Rev.Endocrinol.9,–().

2.Cerf-Bensussan,N.,Bègue,B.,Gagnon,J.etal.ThehumanintraepitheliallymphocytemarkerHML-1isanintegrinconsistingofaβ7subunitassociatedwithadistinctiveαchain.Eur.J.Immunol.22,–().

3.Cheroutre,H.,Lambolez,F.Mucida,D.Thelightanddarksidesofintestinalintraepitheliallymphocytes.Nat.Rev.Immunol.11,–().

4.Holzmann,B.,McIntyre,B.W.Weissman,I.L.IdentificationofamurinePeyer’spatch—specificlymphocytehomingreceptorasanintegrinmoleculewithanαchainhomologoustohumanVLA-4α.Cell56,37–46().

5.Holzmann,B.Weissman,I.L.Peyer’spatch-specificlymphocytehomingreceptorsconsistofaVLA-4-likeαchainassociatedwitheitheroftwointegrinβchains,oneofwhichisnovel.EMBOJ.8,–().

6.Parker,C.M.etal.Afamilyofβ7integrinsonhumanmucosallymphocytes.Proc.NatlAcad.Sci.USA89,–().

7.Gorfu,G.,Rivera-Nieves,J.Ley,K.Roleofβ7integrinsinintestinallymphocytehomingandretention.Curr.Mol.Med.9,–().

8.Drucker,D.J.Thecardiovascularbiologyofglucagon-likepeptide-1.CellMetab.24,15–30().

9.HeS,KahlesF,RattikSetal.GutintraepithelialTcellscalibratemetabolismandacceleratecardiovasculardisease.Nature.,-().

《糖尿病学术前沿》介绍：

诺和诺德医学事务团队长期

转载请注明：http://www.lmxfc.com/lbgyys/15122.html