這些細(xì)胞因子還通過協(xié)同作用發(fā)揮作用。在體外環(huán)境中，TNF-α和IFN-γ均無法單獨(dú)誘導(dǎo)β細(xì)胞凋亡，而單獨(dú)使用IL-1β僅有輕微的促凋亡效應(yīng)。然而但這些細(xì)胞因子協(xié)調(diào)發(fā)揮效應(yīng)時(shí)，其誘導(dǎo)凋亡的作用大大增強(qiáng)[18] 。這些細(xì)胞因子還可促進(jìn)誘導(dǎo)型一氧化碳合酶（iNOS）合成，產(chǎn)生大量NO。iNOS啟動(dòng)子區(qū)包含NF-κB的兩個(gè)可被IL- 1β和TNF-α激活結(jié)合位點(diǎn)和一個(gè)可被IFN-γ激活的STAT-1結(jié)合位點(diǎn)。

    NO是對細(xì)胞功能和凋亡存在著濃度依賴性的復(fù)雜作用，高濃度的NO引起DNA斷裂，激活p53，活化PARP引起由于DNA修復(fù)時(shí)ATP耗竭所導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。此外，高濃度的NO還可與半胱氨酸、酪氨酸發(fā)生直接化學(xué)反應(yīng)，修飾蛋白影響蛋白功能。NO還可調(diào)節(jié)NF-κB和AP-1活性，與其他轉(zhuǎn)錄因子的鋅指蛋白域相互作用，調(diào)節(jié)β細(xì)胞凋亡 [19] 。

    2.2 1型糖尿病β細(xì)胞凋亡的遏制

    目前認(rèn)為，T淋巴細(xì)胞是引起β細(xì)胞凋亡的效應(yīng)細(xì)胞，巨噬細(xì)胞和樹狀突細(xì)胞作為抗原呈遞細(xì)胞和氧自由基以及其他細(xì)胞毒性因子的釋放細(xì)胞在β細(xì)胞凋亡中起著重要作用，然而FASL、IL-1β、IFN-γ、TNF-α和NO等細(xì)胞因子，哪個(gè)因子在β凋亡中起著至關(guān)重要的作用還有爭議。但隨著人們對胰島β細(xì)胞調(diào)亡機(jī)制、調(diào)節(jié)因素及其與糖尿病關(guān)系的認(rèn)識(shí)，胰島β細(xì)胞凋亡遏制的研究將為臨床防止T1DM提供新途徑。其一，消除或抑制促凋亡因素：對于1型糖尿病，自身免疫性破壞是胰島β細(xì)胞損害的主要原因，故通過誘導(dǎo)免疫耐受、免疫赦免、阻斷細(xì)胞因子及NO的作用具有重要意義。誘導(dǎo)免疫耐受方面，可通過在胸腺內(nèi)轉(zhuǎn)基因表達(dá)胰島素或胸腺內(nèi)注射胰島提取物質(zhì)、胰島B鏈、谷氨酸脫羧酶65等可清除與胰島或B細(xì)胞抗原反應(yīng)的胸腺細(xì)胞；口服自身抗原可經(jīng)旁路抑制產(chǎn)生免疫耐受；阻斷T細(xì)胞激活所需的協(xié)同刺激信號(hào)。如 CTLA4-Ig，阻斷協(xié)同刺激分子CD28-B7相互作用致T細(xì)胞無反應(yīng)或凋亡等。同時(shí)，機(jī)體有些部位如睪丸可通過表達(dá)FasL誘導(dǎo)Fas浸潤T細(xì)胞凋亡而獲得免疫赦免，將表達(dá) FasL的成肌細(xì)胞與胰島共同移植，能顯著延長胰島存活期。但也有實(shí)驗(yàn)顯示。轉(zhuǎn)基因表達(dá)FasL的鼠同源胰島移植物卻受到中性粒細(xì)胞的破壞而萎縮，而抗FasL抗體能減輕胰島炎、防止胰島B細(xì)胞凋亡的發(fā)生。

    Turvey等研究認(rèn)為，除非能防止FasL依賴性的中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，否則，通過異位表達(dá)FasL誘導(dǎo)浸潤T細(xì)胞凋亡而防止移植物被排斥的策略就不可能實(shí)現(xiàn)。還可抑制或阻斷細(xì)胞因子及NO的促凋亡作用。如轉(zhuǎn)基因表達(dá)IL-1受體拮抗蛋白（1RAP）、蛋白IB235（Islet—brain）1和IB2、 JNK抑制劑－細(xì)胞通透肽均可防止IL-1β誘導(dǎo)的胰島β細(xì)胞死亡。IGF-I對細(xì)胞因子介導(dǎo)的細(xì)胞死亡也有保護(hù)效應(yīng)，NOS抑制劑、Ca2+ 螯合物及Ca2+ 依賴性蛋白酶 Calpain的抑制劑均可阻斷NO供體SNAP誘導(dǎo)的胰島β細(xì)胞凋亡。其二，干預(yù)細(xì)胞凋亡過程保護(hù)胰島：通過阻斷死亡受體信號(hào)傳導(dǎo)途徑如誘導(dǎo)Fas相關(guān)的死亡區(qū)域 （FADD）、TNFR相關(guān)的死亡區(qū)域（TRADD）失功能突變可以防止TNFR和Fas介導(dǎo)的凋亡。增加抗凋亡蛋白的表達(dá)如轉(zhuǎn)染Bc1-2基因可以防止免疫反應(yīng)介導(dǎo)的胰島β細(xì)胞損傷，轉(zhuǎn)基因表達(dá)Bc1-xL的胰島β細(xì)胞系生存能力增強(qiáng)。還可經(jīng)抑制caspose的作用如轉(zhuǎn)基因表達(dá)caspase-l，-8的抑制劑CrmA降低β細(xì)胞對致糖尿病性T細(xì)胞的易感性，減少 NOD鼠糖尿病的發(fā)生。另外熱休克 蛋白（Hsp）的表達(dá)可通過保護(hù)線粒體功能、抑制應(yīng)激激活的蛋白激酶及p38激酶的激活、防止p53介導(dǎo)的Bax基因轉(zhuǎn)錄激活而發(fā)揮抗凋亡作用。

    3. 2型糖尿病和β細(xì)胞凋亡

    2型糖尿病是一個(gè)進(jìn)展性疾病，盡管胰島β細(xì)胞分泌胰島素不足和胰島素抵抗在2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展中誰起主導(dǎo)作用仍是一個(gè)爭議的問題：過去認(rèn)為胰島素抵抗在2 型糖尿病病理生理機(jī)制中占主要位置，現(xiàn)在越來越多地認(rèn)識(shí)到胰島β細(xì)胞分泌胰島素不足在2型糖尿病發(fā)生發(fā)展中起重要作用。一般來說，胰島產(chǎn)生胰島素的能力決定于β細(xì)胞的數(shù)量和β細(xì)胞的功能性活動(dòng)。外周胰島素抵抗和隨之而來的胰島素需求的不斷增加都是通過β細(xì)胞活動(dòng)和（或） β細(xì)胞團(tuán)塊的增加實(shí)現(xiàn)的。胰島β細(xì)胞功能障礙是2型糖尿病發(fā)生的必要條件，胰島β細(xì)胞凋亡是造成胰島素分泌能力絕對下降的重要因素，β細(xì)胞凋亡在2型糖尿病的發(fā)病機(jī)制中起了重要的作用。

    3.1 2型糖尿病患者增加β細(xì)胞凋亡的主要原因

    引起β細(xì)胞凋亡的機(jī)制尚不清楚，但是許多因素牽涉在內(nèi)，如高血糖癥、高脂血癥、胰島淀粉樣物質(zhì)的沉積，或這些因素的聯(lián)合作用，使機(jī)體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性逐漸破壞，而出現(xiàn)明顯的糖尿病，并引起各種急慢性并發(fā)癥?，F(xiàn)將可能引起2型糖尿病胰島β細(xì)胞凋亡增加的機(jī)制簡單分述如下：

    3.1.1 “糖毒性”作用

    糖尿病是以血糖升高為臨床特點(diǎn)，高血糖對機(jī)體的不良影響，稱為“葡萄糖毒性作用”。高血糖對β細(xì)胞的損傷作用是導(dǎo)致β細(xì)胞功能缺陷的重要因素。葡萄糖通過葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入胰島β細(xì)胞，被磷酸化后，可進(jìn)入許多代謝途徑，包括糖酵解。正常的β細(xì)胞可根據(jù)長期的營養(yǎng)狀態(tài)調(diào)節(jié)胰島素分泌能力，β細(xì)胞還能通過增殖來適應(yīng)更長期的變化。但在長期高血糖水平下，胰島β細(xì)胞凋亡增多而增殖減少，從而減少有功能的β細(xì)胞數(shù)量。長期高血糖增加β細(xì)胞凋亡的具體作用機(jī)制可能與以下因素有關(guān)：

    （1） 長期高血糖可能影響參與凋亡的基因表達(dá)，通過改變Bcl蛋白家族之間的平衡來調(diào)節(jié)β細(xì)胞凋亡水平[20] 。Federici等發(fā)現(xiàn)在高葡萄糖（16.7mmol/L） 條件下，高血糖能夠持續(xù)增加促凋亡基因Bad、Bid、Bik的表達(dá)，減少Bcl-xl抗凋亡基因的表達(dá)，而對Bcl-2抗凋亡基因的表達(dá)沒有影響。高血糖打破了促凋亡和抗凋亡之間的平衡，并向著凋亡的方向發(fā)展，促進(jìn)胰島細(xì)胞凋亡。

    （2）糖毒性的生物化學(xué)機(jī)制可能是由慢性氧化應(yīng)激引起。氧化和抗氧化作用失衡所致的氧化應(yīng)激引起胰島β細(xì)胞凋亡[21] 。

    （3） 高血糖可通過上調(diào)Fas受體和刺激FasL表達(dá)引起胰島β 細(xì)胞凋亡。2型糖尿病可能是一個(gè)炎癥性過程，高血糖誘導(dǎo)β細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子 IL-1β，IL-1β激活NF-κB而觸發(fā)通過上調(diào)Fas受體而引起β細(xì)胞的凋亡。

    （4）Liu[22] 等提出糖毒性誘導(dǎo)β細(xì)胞凋亡的機(jī)制之一可能是葡萄糖的代謝影響O-連接的N-乙酰胺基G對細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的修飾，產(chǎn)生對糖負(fù)荷的適應(yīng)，導(dǎo)致β細(xì)胞凋亡。

    3.1.2 “脂毒性”作用

    2型糖尿病患者存在脂代謝紊亂，常有血漿游離脂肪酸（FFA）的升高。FFA對β細(xì)胞的影響是雙向的，有研究提示短期高濃度FFA可顯著刺激胰島素分泌，而長期高水平的血漿FFA濃度可導(dǎo)致胰島β細(xì)胞分泌功能受損，胰島素釋放減少，即發(fā)生脂毒性作用。FFA的脂毒性作用最終可致β細(xì)胞凋亡增加，為了區(qū)別于其它原因?qū)е碌牡蛲?，將這種FFA引起的凋亡稱之為脂凋亡。研究表明，長期暴露于高FFA可引起人和鼠胰島β細(xì)胞脂質(zhì)過載，細(xì)胞增生下調(diào)、凋亡增加，胰島素分泌減少[23-24] 。Shimabukuro[25] 等提出FFA可通過增加合成鞘髓磷脂醇產(chǎn)物一?；拾贝迹ㄒ粋€(gè)細(xì)胞凋亡信息分子）導(dǎo)致β細(xì)胞凋亡，?；拾贝伎缮险{(diào)NF-κB的表達(dá)，而后者又可上調(diào)NO合酶的表達(dá)，使NO產(chǎn)生增加；FFA可以通過一氧化氮獨(dú)立機(jī)制的影響使正常的胰島β細(xì)胞凋亡。甘油三酯是細(xì)胞內(nèi)FFA的來源，胰島素具有激活脂蛋白酯酶的作用，其相對不足時(shí)，血漿乳糜微粒和極低密度脂蛋白顆粒中的TG降解發(fā)生障礙，使血中甘油三酯水平升高。胰島素抵抗可引起高甘油三酯血癥，而后者又可影響胰島素的活性，反過來導(dǎo)致胰島素抵抗，造成惡性循環(huán)，因此高甘油三酯血癥在糖尿病的發(fā)展過程中起著重要作用。Shimabukuro[25] 等用5mmol/L 的甘油三酯孵育正常大鼠胰島72小時(shí)，胰島的分泌功能較對照組降低。并且甘油三酯可使胰島內(nèi)由于細(xì)胞凋亡而產(chǎn)生的DNA條帶增加l5倍，而DNA條帶的增加是細(xì)胞凋亡的特征之一，因此高甘油三酯本身可能引起β細(xì)胞凋亡。

    3.1.3 葡萄糖脂肪毒性作用

    2型糖尿病的β細(xì)胞功能缺陷是一個(gè)進(jìn)展過程，脂肪酸（FA）作用與其共存的葡萄糖濃度有很大的關(guān)系。血糖正常時(shí)，慢性升高的FA就會(huì)在線粒體中被迅速氧化，不會(huì)損害β細(xì)胞功能；相反，當(dāng)FA和血糖濃度都升高，F(xiàn)A酯化的代謝產(chǎn)物的積累可能會(huì)抑制葡萄糖誘導(dǎo)的胰島素分泌和胰島素的基因表達(dá)，β細(xì)胞的功能就會(huì)受到極大的損害。Jacqueminet等的研究證明，在低糖濃度時(shí)，胰島素分泌和胰島素的基因表達(dá)正常，而在高糖濃度時(shí)卻明顯下降；隨之他們研究又發(fā)現(xiàn)軟脂酸鹽誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的集聚僅在高糖存在時(shí)出現(xiàn)，依賴葡萄糖的中性脂質(zhì)的聚集與胰島素mRNA的水平的聯(lián)系是反向的。葡萄糖毒性和脂肪毒性的這種緊密相聯(lián)在某種意義上說高血糖是脂毒性出現(xiàn)的必需條件，進(jìn)一步來說，脂毒性可認(rèn)為是糖毒性的一個(gè)機(jī)制，活性氧簇的產(chǎn)生可能是葡萄糖毒性和脂毒性共有的機(jī)制，胰島在軟脂酸中的暴露誘導(dǎo)活性氧簇的產(chǎn)生[26] ，用二甲雙胍治療胰島能夠防止FA的惡化作用[27] 。因此可以認(rèn)為：在損害β細(xì)胞功能上，葡萄糖毒性和脂毒性相互依賴地集中于這一點(diǎn)，且有協(xié)同作用。

    3.1.4 胰島淀粉樣多肽（1APP）的沉積

    lAPP為37氨基酸多肽，又稱為胰淀素，是胰島β細(xì)胞的正常分泌產(chǎn)物，與胰島素合成及分泌并行，其中第20～29位氨基酸序列是lAPP形成淀粉樣纖維蛋白沉積的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。IAPP容易積存在β細(xì)胞之間，或β細(xì)胞和其他內(nèi)分泌細(xì)胞之間，從而減少了有功能的β細(xì)胞數(shù)目和分泌區(qū)域。尸檢發(fā)現(xiàn)，90％的2型糖尿病患者胰島中有淀粉樣纖維蛋白沉積，伴B細(xì)胞數(shù)量減少40％～60％，且胰島淀粉樣變性程度與糖尿病的病變程度一致，提示IAPP可能造成T2DM 胰島B細(xì)胞數(shù)量減少。人LAPP可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡 [28] ，且二者呈劑量相關(guān)性；有絲分裂期的胰島細(xì)胞對人IAPP誘導(dǎo)的β細(xì)胞凋亡較分裂間期的細(xì)胞更敏感[29] 。轉(zhuǎn)入人lAPP基因的純合子肥胖小鼠在高糖、高脂飲食、生長激素或糖皮質(zhì)激素處理后胰島內(nèi)很快出現(xiàn)大量IAPP變性沉積，β細(xì)胞凋亡水平大于復(fù)制水平，數(shù)量下降，最終發(fā)展為2型糖尿病[30-31] 。lAPP聚集物在胰島形成淀粉樣纖維素，中等大小的lAPP聚集物，通過膜破壞對胰島細(xì)胞有“細(xì)胞毒性作用”，誘導(dǎo)胰島細(xì)胞的凋亡[32] 。 3.2 2型糖尿病患者β細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制 2型糖尿病患者β細(xì)胞量減少主要原因是由于凋亡增加，糖毒性、糖脂毒性炎癥介質(zhì)和胰淀素的沉積是導(dǎo)致2型糖尿病患者β細(xì)胞凋亡的原因。這些因素主要是通過炎癥應(yīng)激、氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等分子機(jī)制調(diào)控β細(xì)胞凋亡。