GLP-1和GIP对伴有和不伴有2型糖尿病的肥胖患者离体空肠肌胆碱能诱导收缩力的影响

Effects of GLP-1 and GIP on cholinergic-induced contractility in isolated jejunal muscle from obese patients with and without type 2 diabetes mellitus.

作者信息Mantas Malinauskas, Darius Stukas, Kristina Rysevaite-Kyguoliene, Rita Gudaityte, Limas Kupčinskas, Anna Casselbrant, Lina Jankauskaite, Almantas Maleckas
PMID41561152
发布时间2026-01-05
DOI10.3389/fphys.2025.1734360

实验完整度

包含体外肌条收缩实验、蛋白表达检测(Western blot、ELISA)和免疫荧光定位,具有功能验证和分子验证,但缺乏动物模型等独立证据层级。

主要模型

肥胖患者空肠肌条(环形和纵行) 肥胖伴2型糖尿病(OB+/DM+)患者空肠肌条 肥胖不伴2型糖尿病(OB+/DM−)患者空肠肌条

重点核对

空肠肌条来自肥胖患者,分为OB+/DM+(n=14)和OB+/DM−(n=18)组 使用氨甲酰胆碱(BTCH)诱导收缩,浓度10^-8至10^-3 M,近最大浓度10^-4 M GLP-1(10^-7 M)和GIP(10^-7 M)预处理2分钟,然后加入BTCH(10^-4 M)接触5分钟 部分实验使用TTX(10^-7 M)预处理15分钟以阻断神经输入 表达数据比较使用Mann-Whitney U检验,P<0.05为显著性

摘要

背景:2型糖尿病(T2DM)的肠道运动功能障碍可能涉及胆碱能和肠促胰岛素介导的调节受损。本研究比较了胆碱能诱导的空肠收缩力,并评估了胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和胃抑制性多肽(GIP)对伴有和不伴有T2DM的肥胖患者空肠肌中这些肽、其受体和二肽基肽酶4(DPP-4)表达的影响。方法:收集32例接受减重手术的肥胖患者(14例伴有T2DM,18例不伴有T2DM)的空肠样本。检查空肠肌肉组织中GLP-1、GIP的表达以及DPP-4和肠促胰岛素受体(GLP-1R和GIPR)的表达和定位。此外,定量评估DPP-4酶活性。在氨甲酰胆碱刺激下,有或无GLP-1或GIP的情况下,评估环形和纵行肌条的体外收缩力。结果:在平滑肌细胞核和肠神经节中检测到GLP-1受体,而GIP受体定位于两层肌肉。DPP-4存在于神经和肌肉 compartments。在T2DM中,GIPR和DPP-4的表达和活性增加,而GIP蛋白减少。GLP-1蛋白水平有升高的趋势。不依赖神经输入的纵行肌收缩力在T2DM中降低。GLP-1选择性抑制两组患者的环形肌收缩,而GIP无效。结论:本研究表明,T2DM中纵行肌胆碱能活性降低、GIP降低和GLP-1升高表明局部肠促胰岛素环境发生改变,可能共同抑制空肠收缩力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
伴有和不伴有2型糖尿病的肥胖患者空肠肌对胆碱能刺激的收缩反应是否存在差异,以及GLP-1和GIP是否调节该反应及其与受体和DPP-4表达的关系。
核心机制
在T2DM中,GLP-1R在平滑肌细胞核和肠神经元中表达,GIPR仅在平滑肌细胞中表达,DPP-4活性升高;GLP-1可能通过肌源性机制(TTX不敏感)抑制环形肌收缩,而GIP无影响;T2DM中纵行肌胆碱能活性降低、GIP水平降低和GLP-1水平升高可能导致空肠收缩力抑制。
主要证据
体外肌条收缩实验显示,与OB+/DM−组相比,OB+/DM+组纵行肌BTCH诱导的收缩力显著降低,GLP-1显著抑制环形肌收缩(在两组中),而GIP无效;免疫荧光显示GLP-1R在肌肉和神经丛中表达,GIPR仅在肌肉中表达;Western blot和ELISA显示T2DM组GIPR和DPP-4表达及活性增加,GIP蛋白降低。
研究意义
这些发现表明,T2DM患者局部肠促胰岛素环境的改变(GLP-1升高、GIP降低、DPP-4活性升高)可能抑制空肠收缩力,为理解糖尿病相关胃肠运动障碍提供新见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者分组与临床特征比较

比较伴有和不伴有T2DM的肥胖患者的基线临床特征,以确保组间可比性。

收集32例接受胃旁路手术的肥胖患者(OB+/DM+:14例,OB+/DM−:18例),记录年龄、BMI、空腹血糖、HbA1c等指标,并使用Mann-Whitney U检验比较。

2

免疫荧光定位GLP-1R、GIPR和DPP-4

确定GLP-1R、GIPR和DPP-4在空肠肌组织中的细胞定位。

使用免疫荧光染色检测人空肠肌组织中GLP-1R、GIPR和DPP-4的表达,共染神经元标记物PGP 9.5和平滑肌肌动蛋白,用共聚焦显微镜成像。

3

蛋白质表达分析

定量比较OB+/DM+和OB+/DM−组空肠肌组织中GLP-1、GIP、GLP-1R、GIPR和DPP-4的蛋白水平及DPP-4酶活性。

使用ELISA检测GLP-1和GIP蛋白水平,Western blot检测GLP-1R、GIPR和DPP-4相对表达,并使用DPP-4活性试剂盒测量酶活性。

4

体外肌条收缩力评估

比较OB+/DM+和OB+/DM−组空肠纵行和环形肌条对BTCH诱导收缩的反应,并评估GLP-1和GIP的调节作用。

将空肠肌条(约2×10 mm)置于器官浴中,累积添加BTCH(10^-8至10^-3 M)建立浓度-反应曲线,然后使用10^-4 M BTCH进行组间比较。部分肌条用GLP-1(10^-7 M)或GIP(10^-7 M)预处理2分钟,再加入BTCH;部分实验用TTX(10^-7 M)预处理15分钟。记录等长收缩力。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
兔多克隆抗GIPR抗体CusabioCSB-PA009438ESR1HU
兔多克隆抗GLP1R抗体CusabioCSB-PA183226
兔抗DPP4抗体CusabioCBS-PA06229A0Rb
小鼠单克隆抗PGP 9.5抗体Abcamab8189
小鼠单克隆抗α-平滑肌肌动蛋白抗体Abcamab7817
驴抗兔二抗MilliporeAP182C
驴抗小鼠二抗MilliporeAP192F
Vectashield封片剂Vector Laboratories--
LSM 700共聚焦激光扫描显微镜Carl Zeiss--
Lysing Matrix D管MP BiomedicalsMP116913500
RIPA裂解液Thermo Scientific--
MagNA Lyser系统Roche--
GLP-1 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H6025
GIP ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H2061
Multiskan GO酶标仪Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解缓冲液abcamab156034
蛋白酶抑制剂Thermo Scientific78441
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific23227
NuPage LDS上样缓冲液InvitrogenNP0007
NuPage还原剂InvitrogenNP0009
PVDF膜Merck MilliporeIPVH00010
WesternBreeze化学发光试剂盒InvitrogenWB7104
小鼠单克隆抗GAPDH抗体InvitrogenAM4300
Bio-Rad成像系统Bio-Rad--
DPP4活性测定试剂盒Sigma-AldrichMAK088
Thermo Scientific Fluoroskan Ascent荧光酶标仪Thermo Scientific--
氨甲酰胆碱Sigma-Aldrich590-63-6
GLP-1 (7-36)酰胺Tocris107444-51-9
GIP (1-39)Tocris2257

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者选择
受试者为接受Roux-en-Y胃旁路手术的病态肥胖患者,年龄18-65岁,BMI≥40或BMI≥35伴肥胖相关并发症;排除使用DPP-4抑制剂或GLP-1受体激动剂、1型糖尿病等
阅读提示:Materials and methods: Study participants
免疫荧光
组织固定4% PFA 2-3小时,冷冻切片18 µm,一抗浓度(anti-GIPR、anti-GLP1R、anti-DPP4均为1:500),共聚焦显微镜LSM 700
阅读提示:Materials and methods: Immunofluorescence
蛋白表达分析
ELISA检测GLP-1和GIP,样品数(GLP-1 n=12/组,GIP OB+/DM+ n=4,OB+/DM− n=11);Western blot上样量30 μg,一抗浓度(anti-GIPR、anti-GLP1R 1:1000)
阅读提示:Materials and methods: Protein analysis, Western blot analysis
DPP-4酶活性测定
使用DPP4活性试剂盒,样品10 mg组织,在37°C测量,活性单位microunits/mL
阅读提示:Materials and methods: DPP-4 enzyme assay
体外收缩力实验
肌条大小约2×10 mm,纵行或环形方向,Krebs溶液,37°C,预张力1 g,平衡45分钟;BTCH浓度-反应曲线10^-8至10^-3 M,近最大浓度10^-4 M;GLP-1和GIP浓度10^-7 M预处理2分钟,BTCH接触5分钟;TTX浓度10^-7 M预处理15分钟
阅读提示:Materials and methods: In vitro contractility assessment, Results: Assessment of jejunal muscle contraction force