李德山，姜興昊，徐鵬飛，鄭琦，賀奇，王耀群，任桂萍

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150030）

不同維持劑量聚乙二醇修飾的FGF-21在Ⅰ型糖尿病小鼠中降糖作用的研究

李德山，姜興昊，徐鵬飛，鄭琦，賀奇，王耀群，任桂萍

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150030）

成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21（FGF-21）是一種具有調(diào)節(jié)血糖功能的蛋白，且FGF-21聚乙二醇化可增加其半衰期、降低其免疫原性，有望成為臨床治療糖尿病新藥。為推進(jìn)聚乙二醇化FGF-21（pFGF-21）臨床應(yīng)用，在I型糖尿病小鼠模型上探索使用劑量。研究以1 mg·kg-1pFGF-21作為啟動(dòng)劑量治療小鼠15 d；后降低治療劑量，分別以0.25、0.5 mg·kg-1pFGF-21作為維持劑量持續(xù)治療30 d。試驗(yàn)期間檢測(cè)小鼠血糖、口服葡萄糖耐受量（OGTT）、糖化血紅蛋白（HbA1c）、血清功能及肝臟糖代謝相關(guān)基因mRNA表達(dá)水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)方法對(duì)Ⅰ型糖尿病治療效果顯著；此外，通過(guò)生化指標(biāo)對(duì)比顯示經(jīng)pFGF-21治療后，可顯著改善肝臟功能和脂代謝紊亂（P<0.01）。結(jié)果證明，1 mg·kg-1pFGF-21啟動(dòng)后，以0.25和0.5 mg·kg-1作為維持劑量，即高劑量啟動(dòng)，低劑量維持，治療效果良好，對(duì)pFGF-21臨床應(yīng)用具有重要意義。

聚乙二醇修飾的成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子- 21；Ⅰ型糖尿?。粏?dòng)劑量；維持劑量

成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子家族包含23個(gè)成員，具有細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育和損傷修復(fù)的生物學(xué)功能[1]。成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21（FGF-21），是FGF家族特殊成員，與FGF-19和FGF-23共同形成FGF家族一個(gè)亞科[2]。最早由Nishimura等2000年于小鼠胚胎中分離得到[3]。FGF-21可安全有效調(diào)節(jié)生物體內(nèi)血糖，被大多數(shù)糖尿病學(xué)者關(guān)注。Kharitonenkov等報(bào)道，F(xiàn)GF-21可在小鼠脂肪細(xì)胞3T3-L1和原代人脂肪細(xì)胞中增加葡萄糖攝取[4]。Ellison、Berglund等報(bào)道稱，F(xiàn)GF-21可在體內(nèi)控制血糖、脂質(zhì)合成并增強(qiáng)胰島素敏感性進(jìn)而調(diào)節(jié)糖脂代謝、緩解糖尿病，有望成為治療糖尿病新藥[5-7]。Huang等發(fā)現(xiàn)野生型FGF-21不穩(wěn)定，在體內(nèi)容易降解，藥效降低，嚴(yán)重阻礙其臨床應(yīng)用[8]。通過(guò)將FGF-21聚乙二醇化可提高血漿穩(wěn)定性、增加溶解度、降低免疫原性、延長(zhǎng)體內(nèi)半衰期進(jìn)而延長(zhǎng)FGF-21在動(dòng)物體內(nèi)降糖作用效果和時(shí)間[9-10]。注射劑量仍限制其臨床應(yīng)用。為解決該問(wèn)題，本研究在FGF-21聚乙二醇化基礎(chǔ)上提出一種新療法：將高劑量pFGF-21（1 mg·kg-1）作為啟動(dòng)劑量對(duì)鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的Ⅰ型糖尿病小鼠連續(xù)注射15 d，然后降低劑量，分別以0.25、0.5 mg·kg-1劑量作為維持劑量連續(xù)注射30 d，即高劑量啟動(dòng)，低劑量維持。治療期間，定時(shí)檢測(cè)小鼠血糖，治療結(jié)束后檢測(cè)各組小鼠口服葡萄糖耐受情況，相關(guān)生化指標(biāo)及基因表達(dá)水平判斷本方法治療效果，以期對(duì)pFGF21臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 質(zhì)粒與菌株

鼠源pSUMO-FGF-21，E.coil DH5α，E.coil Rossetta由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物制藥教研室保存。

1.1.2 器材

血糖試紙（厚美德生物科技公司）；AKATA純化設(shè)備（GE公司）；組織研磨器（上海凈信公司）；自動(dòng)生化分析儀測(cè)定（BeckmanDX800，USA）；實(shí)時(shí)熱循環(huán)儀（Bio-Rad公司）。

1.1.3 動(dòng)物

60 只6周齡ICR小鼠（30～40 g）購(gòu)自長(zhǎng)春易思動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心，動(dòng)物合格證號(hào)：SCXK-2011-0004。

1.2 方法

1.2.1 Ⅰ型糖尿病小鼠模型建立

選用ICR小鼠作為Ⅰ型糖尿病動(dòng)物模型，以STZ作為誘導(dǎo)Ⅰ型糖尿病藥物，具有死亡率低、模型穩(wěn)定特點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)有效的建立糖尿病模型方法[11-12]。造模小鼠于首日晚開(kāi)始饑餓（禁食不禁水）12 h后，次日以50 mg·kg-1劑量STZ腹腔注射，繼續(xù)饑餓，6 h后給食。用該方法造模兩次，造模完成后測(cè)量小鼠血糖，血糖高于16.65 mmol·L-1小鼠作為Ⅰ型糖尿病模型[13]。

1.2.2 動(dòng)物分組及給藥

將成模小鼠隨機(jī)均等分成四組，模型組（n= 10）；治療組一[pFGF-21（1+0）組]（n=10)；治療組二[pFGF-21（1+0.25）組]（n=10）；治療組三[pFGF-21（1+0.5）組]（n=10）。將造模期間注射等量生理鹽水的小鼠作為正常組（n=10）。治療組每天注射pFGF-21，劑量為1 mg·kg-1，連續(xù)注射15 d后，分別降低三個(gè)治療組注射劑量，治療組一停止注射pFGF- 21；治療組二開(kāi)始以0.25 mg·kg-1劑量注射pFGF- 21；治療組三開(kāi)始以0.5 mg·kg-1劑量注射pFGF-21，連續(xù)注射30 d，每3 d測(cè)量一次血糖。所有小鼠在動(dòng)物室中分籠飼養(yǎng)（溫度23～27℃），明暗周期12 h（6:00～18:00），食物于天黑前投放，自由飲水。注射期間所有小鼠自由飲食飲水。

1.2.3 口服葡萄糖耐受試驗(yàn)（OGGT）

給藥結(jié)束前3 d，對(duì)各組小鼠作口服葡萄糖耐受試驗(yàn)。試驗(yàn)前于首日晚禁食，次日上午用葡萄糖（2 g·kg-1）灌胃。0、30、60和120 min后，分別測(cè)量各組小鼠血糖。

1.2.4 標(biāo)本取留

小鼠處死前夜禁食，次日上午稱重后，眼靜脈采血。麻醉處死小鼠，離心分離血清，用于檢測(cè)糖化血紅蛋白和相關(guān)生化指標(biāo)，快速去除小鼠肝臟，冰上分割，包裝，-80℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2.5 測(cè)定相關(guān)生化指標(biāo)

谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、堿性磷酸酶（ALP）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）含量水平通過(guò)自動(dòng)生化分析儀測(cè)定（BeckmanDX800，USA）測(cè)定。

1.2.6 Real-time PCR檢測(cè)肝臟糖代謝相關(guān)基因mRNA表達(dá)水平

試驗(yàn)完成后麻醉處死各組小鼠，使用Trizol法提取肝臟中總RNA，并以總RNA為模板Oligo（dT）18為引物經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。內(nèi)參為肝臟中穩(wěn)定表達(dá)的β-actin（上游引物:5'GAGACCTTCAACCCC 3'；下游引物：5'GTGGTGGTGAAGCTGTAGCC 3'）。以Real-time PCR法檢測(cè)GK（上游引物：5'GGAG ACCAGCCCTGTTAAGCT 3'；下游引物：5'GTCCA CTGCTCCCACCAATG 3'）；G6Pase（上游引物：5'TC AACCTCGTCTTCAAGTGGATT 3'；下游引物：5'GC TGTAGTAGTCGGTGTCCAGGA 3'）；PEPCK（上游引物：5'GGCGGAGCATATGCTGATCC 3'；下游引物：5'CCACAGGCACTAGGGAAGGC 3'）、GLUT1（上游引物：5'CCATCCACCACACTCACCAC 3'下游引物：5'GCCCAGGATCAGCATCTCAA 3'）；GLUT4（上游引物：5'CTTCTTTGAGATTGGCCCTGG 3'；下游引物：5'AGGTGAAGATGAAGAAGCCAAGC 3'）表達(dá)水平。

圖1 不同維持劑量pFGF-21降糖效果Fig.1Hypoglycemic effect of PEGylated FGF-21 with different doses

1.2.7 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS軟件分析數(shù)據(jù)。用t檢驗(yàn)比較兩組間數(shù)據(jù)，方差分析比較多組間數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)以-x±s表示，如P<0.05，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同維持劑量pFGF-21對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠降糖作用

每3 d檢測(cè)1次小鼠血糖，由圖1可知，在啟動(dòng)劑量期間，模型對(duì)照組小鼠血糖迅速上升，啟動(dòng)劑量結(jié)束后已達(dá)（29.27±0.70）mmol·L-1，顯著高于正常對(duì)照組（6.23±0.11）mmol·L-1。pFGF-21（1+0）、pFGF-

21（1+0.25）、pFGF-21（1+0.5）三個(gè)組小鼠血糖自給藥后逐漸下降，分別降低至（7.64±0.31）、（7.94± 0.43）和（7.50±0.26）mmol·L-1，相比于模型對(duì)照組顯著降低（P<0.01）。維持劑量期間，模型對(duì)照組小鼠血糖依舊保持在較高水平，治療結(jié)束時(shí)已達(dá)（33.27± 0.58）mmol·L-1，而pFGF-21（1+0）組自給藥停止后，小鼠血糖逐漸回升，治療結(jié)束時(shí)升至（31.16± 0.47）mmol·L-1，以上兩組小鼠血糖均顯著高于正常對(duì)照組（P<0.01）。pFGF-21（1+0.25）與pFGF-21（1+ 0.5）兩組小鼠血糖在維持劑量期間并無(wú)顯著變化，仍保持在較低水平，治療結(jié)束時(shí)，兩組小鼠血糖分別為（8.05±0.35）和（7.63±0.27）mmol·L-1，顯著低于模型對(duì)照組與pFGF-21（1+0）組（P<0.01）。

2.2 不同維持劑量pFGF-21對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠口服葡萄糖耐受量（OGTT）影響

各組小鼠OGTT結(jié)果見(jiàn)圖2，可見(jiàn)各組小鼠口服葡萄糖30 min后，血糖均上升并達(dá)最大值，其中模型組和pFGF-21（1+0）組小鼠血糖迅速上升至最高，分別達(dá)（34.82±0.67）和（33.72±0.59）mmol·L-1，而正常對(duì)照組小鼠血糖為（13.53±0.23）mmol·L-1，表明模型對(duì)照組與pFGF-21（1+0）組小鼠口服葡萄糖耐受程度較差。而pFGF-21（1+0.25）和pFGF-21（1+0.5）組小鼠血糖上升幅度明顯低于模型組和pFGF-21（1+0）組，分別為（18.05±0.26）和（16.78± 0.51）mmol·L-1，葡萄糖耐受性較好（P<0.01）。30～60 min期間，各組小鼠血糖均逐步下降，其中pFGF-21（1+0.25）和pFGF-21（1+0.5）組小鼠血糖迅速下降，而模型對(duì)照組和pFGF-21（1+0）組小鼠血糖下降幅度較小。60至120 min，各組小鼠血糖均平穩(wěn)下降，到90 min時(shí)，pFGF-21（1+0.25）和pFGF-21（1+0.5）組小鼠血糖已接近正常組，而模型組和pFGF-21（1+0）組血糖仍處于較高水平?？梢?jiàn)兩個(gè)維持劑量組口服葡萄糖耐受性較好，僅次于正常組，模型組和pFGF-21（1+0）組口服葡萄糖耐受性較差，pFGF-21（1+0）組略優(yōu)于模型組，但差異不明顯。

2.3 不同維持劑量pFGF-21對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠ALT，AST，ALP，TG，HDL，LDL影響

各組小鼠反映肝功能相關(guān)血清指標(biāo)如表1所示。由表1可知，治療結(jié)束時(shí)，模型組小鼠和pFGF-21（1+0）組小鼠ALT、AST、ALP與正常組相比均顯著升高（P<0.01）。由此可看出，模型組與pFGF-21（1+0）組小鼠肝功能嚴(yán)重受損。而pFGF-21（1+0.25）和pFGF-21（1+0.5）組小鼠ALT、AST、ALP均顯著低于模型組和pFGF-21（1+0）組（P<0.05），表明兩個(gè)不同維持劑量治療組肝損傷顯著改善。

圖2 不同維持劑量pFGF-21口服葡萄糖耐受效果Fig.2Effect of PEGylated FGF-21 with different doses on OGTT

表1 不同維持劑量pFGF-21對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠ALT，AST，ALP影響Table 1Effects of different doses of pFGF-21 on ALT,AST,ALP in typeⅠdiabetes mice (U·L-1)

由表2可知，治療結(jié)束后模型組小鼠TG、HDL-c與正常組小鼠相比顯著升高，pFGF-21（1+ 0）組小鼠HDL-c與正常組小鼠相比顯著升高（P< 0.01）。可見(jiàn)，Ⅰ型糖尿病小鼠伴有不同程度脂代謝紊亂。而兩個(gè)不同維持劑量治療組小鼠TG水平與模型組相比顯著降低（P<0.01），LDL-c水平與模型組和pFGF-21（1+0）組顯著降低（P<0.01)，表明兩個(gè)不同維持劑量治療組脂代謝紊亂改善。

2.4 不同維持劑量pFGF-21對(duì)Ⅰ型糖尿小鼠糖化血紅蛋白（HbA1c）含量影響

各組小鼠HbA1c結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，治療結(jié)束后模型組小鼠與pFGF-21（1+0）組小鼠HbA1c與正常組相比，顯著升高（P<0.01），表明試驗(yàn)期間兩組小鼠血糖水平較差，一直處于較高狀態(tài)。而兩個(gè)維持劑量組即pFGF-21（1+0.25）、pFGF-21（1+0.5）組小鼠HbA1c均顯著低于模型組與pFGF-21（1+0）組小鼠（P<0.01），且兩個(gè)維持劑量組小鼠HbA1c與正常組小鼠無(wú)顯著差異（P< 0.01），表明試驗(yàn)期間內(nèi)，兩個(gè)維持劑量組小鼠血糖得到顯著改善，一直處于良好水平。

2.5 不同維持劑量pFGF-21對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠肝臟中糖代謝相關(guān)基因mRNA表達(dá)水平影響

各組小鼠Real-time PCR結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知，與模型組和pFGF-21（1+0）組相比，pFGF-21（1+0.25）、pFGF-21（1+0.5）組糖代謝相關(guān)酶：葡萄糖激酶（GK），葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體1（GLUT1）顯著增加（P<0.01），表明兩個(gè)維持劑量組小鼠糖代謝水平顯著增強(qiáng)，有利于降低高血糖。而糖異生相關(guān)酶：磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PECPK）方面：與模型組和pFGF-21（1+0）組相比，pFGF-21（1+0.25）組、pFGF-21（1+0.5）組PECPK顯著降低（P<0.05）；葡萄糖6-磷酸酶（G6Pase）方面：與模型組相比，其他四個(gè)組G6Pase均顯著降低（P<0.01），與pFGF-21（1+ 0）組相比pFGF-21（1+0.5）組G6Pase顯著降低（P<0.05）。表明兩個(gè)維持劑量組糖異生相關(guān)酶（PECPK、G6Pase）降低，有利于降低血糖。

表2 不同維持劑量pFGF-21對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠TG、HDL-c、LDL-c影響Table 2Effects of different dose of pFGF-21on TG,HDL-c,LDL-c in typeⅠdiabetes mice (mmol·L-1)

圖3 不同維持劑量pFGF-21對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠糖化血紅蛋白影響Fig.3Effects of different doses of pFGF-21 on HbA1c in typeⅠdiabetes mice

圖4 不同維持劑量pFGF-21對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠肝臟GK，G6Pase，PEPCK，GLUT1 mRNA表達(dá)量影響Fig.4Effects of different dose of pFGF-21 GK,G6Pase,PEPCK,GLUT1 mRNA expression of livers in typeⅠdiabetes mice

4 討論與結(jié)論

Ⅰ型糖尿病是引發(fā)胰島素分泌不足的代謝性疾病，伴隨其他并發(fā)癥[5]。目前主要通過(guò)注射胰島素治療Ⅰ型糖尿病，但長(zhǎng)期使用胰島素有低血糖、體重增加等副作用[14]。開(kāi)發(fā)長(zhǎng)效治療糖尿病藥物是目前研究熱點(diǎn)。

研究表明，成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21（FGF-21）可改善糖尿病，顯著降血糖效果[5-7]。經(jīng)聚乙二醇修飾的成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-21（pFGF-21）可延長(zhǎng)其體內(nèi)半衰期，增強(qiáng)其長(zhǎng)效性[8-10]。任桂萍等研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期注射FGF-21可對(duì)肝臟起保護(hù)作用[15-16]。目前已從藥物與機(jī)制方面證明FGF-21或pFGF-21對(duì)糖尿病療效，但未明確具體劑量。本研究提出一種新給藥方法，降低pFGF-21治療糖尿病使用劑量、減輕患者治療負(fù)擔(dān)，可為今后pFGF-21臨床應(yīng)用提供重要依據(jù)。

本研究中用STZ對(duì)小鼠造模，兩次篩選，以血糖濃度16.65 mmol·L-1為標(biāo)準(zhǔn)，選出Ⅰ型糖尿病小鼠。研究發(fā)現(xiàn)以1 mg·kg-1的pFGF-21治療Ⅰ型糖尿病小鼠可顯著改善血糖，使其趨于正常水平，與Xu等研究一致[17]。Yu等研究發(fā)現(xiàn)0.25 mg·kg-1的FGF-21對(duì)糖尿病改善效果不佳[18]。本研究以1 mg·kg-1啟動(dòng)劑量治療15 d后，降低治療劑量，改以0.25和0.5 mg·kg-1作為維持劑量連續(xù)治療30 d。雖然前期研究表明0.25 mg·kg-1劑量治療糖尿病效果有限，但本研究高劑量啟動(dòng)后，以0.25 mg·kg-1維持劑量治療，可改善糖尿病療效。

血糖結(jié)果顯示，降低治療劑量后，小鼠血糖略微回升，但仍處于較好水平，與模型組和pFGF-21（1+0）組差異顯著。此外，經(jīng)30 d低劑量治療后，兩組小鼠口服葡萄糖耐受顯著增強(qiáng)，糖化血紅蛋白指數(shù)顯著降低，表明在治療期間內(nèi)，小鼠血糖得到良好改善。葡萄糖激酶（GK）可將血糖胰島素分泌的葡萄糖轉(zhuǎn)化為6-磷酸葡萄糖，是糖酵解速率限制酶[19]。Real-time PCR法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)和模型組相比，pFGF-21治療后可升高GK，促進(jìn)糖酵解發(fā)生，而在用不同維持劑量處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)維持劑量組GK與模型組和pFGF-21（1+0）組相比差異顯著。葡萄糖6-磷酸酶（G6Pase）和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）是糖異生限速酶，可補(bǔ)充體內(nèi)葡萄糖[20]。通過(guò)Real-time PCR法比對(duì)發(fā)現(xiàn)，與模型組和pFGF-21（1+0）組相比，pFGF-21（1+0.25）組、pFGF-21（1+0.5）組PEPCK顯著降低；與模型組相比，pFGF-21（1+0.25）組、pFGF-21（1+0.5）組G6pase顯著降低，表明pFGF-21可顯著抑制外源葡萄糖產(chǎn)生。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體1（GLUT1）在肝臟中表達(dá)[5,21]，可促進(jìn)血漿中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞，降低血漿葡萄糖濃度。研究發(fā)現(xiàn)，同模型組和pFGF-21（1+0）組相比，兩個(gè)不同維持劑量組中GLUT1顯著升高，降低血漿血糖濃度。在肝功指標(biāo)中ALT、AST和ALP是肝臟損傷敏感指標(biāo)，其上升均在一定程度上反映肝臟損傷；TG、LDL和HDL反映肝臟對(duì)脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)狀態(tài)。TG和LDL升高及HDL下降表明肝臟對(duì)脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)失衡[22-23]。通過(guò)生化指標(biāo)可見(jiàn)，兩個(gè)治療組經(jīng)pFGF-21治療后，與模型組和pFGF-21（1+0）組相比，ALT、AST、ALP均顯著降低，TG、LDL同樣顯著降低，表明pFGF-21在改善糖尿病同時(shí)，還可有效緩解肝損傷并調(diào)節(jié)脂代謝紊亂。

本研究表明，pFGF-21治療Ⅰ型糖尿病，在以1 mg·kg-1啟動(dòng)后，以0.25和0.5 mg·kg-1為維持劑量組，改善糖尿病效果均非常明顯。證明pFGF-21治療糖尿病，在高劑量啟動(dòng)一定時(shí)間后，可用低劑量維持。推測(cè)在高劑量pFGF-21治療時(shí)，可增加pFGF-21受體并增強(qiáng)相關(guān)信號(hào)通路敏感性，因此低劑量治療時(shí)仍可達(dá)到良好效果，但具體機(jī)制仍有待探究。是否可繼續(xù)降低啟動(dòng)與維持劑量及治療后降糖效果維持時(shí)間，將是今后研究重點(diǎn)。

綜上所述，pFGF-21以高劑量啟動(dòng)、低劑量維持方法（1 mg·kg-1啟動(dòng)，0.25、0.5 mg·kg-1維持）治療Ⅰ型糖尿病，可在降低治療劑量同時(shí)顯著調(diào)節(jié)糖脂代謝，改善糖尿病，打破臨床劑量治療限制，長(zhǎng)效性良好，減輕患者長(zhǎng)期注射治療負(fù)擔(dān)和精神壓力，避免低血糖癥狀。研究為今后pFGF-21臨床應(yīng)用提供新方法與依據(jù)。

[1]Galzie Z,Kinsella A R,Smith J A.Fibroblast growth factors and their receptors[J].Biochemistry&Cell Biology,1997,75(6):669-685.

[2]Angelin B,Larsson T E,Rudling M.Circulating fibroblast growth factors as metabolic regulators-a critical appraisal[J].Cell Metabolism,2012,16(6):693-705.

[3]Nishimura T,Nakatake Y,Konishi M,et al.Identification of a novel FGF,FGF-21,preferentially expressed in the liver[J]. Biochimica Et Biophysica Acta,2000,1492(1):203-206.

[4]Kharitonenkov A,Shiyanova T L,Koester A,et al.FGF-21 as a novel metabolic regulator[J].Journal of Clinical Investigation, 2005,115(6):1627-1635.

[5]Ellison M M,Stanislaus S,Xu J.Method of treating or ameliorating type 1 diabetes using FGF21:WO,EP2750695[P].2014.

[6]Berglund E D,Li C Y,Bina H A,et al.Fibroblast growth factor 21 controls glycemia via regulation of hepatic glucose flux and insulin sensitivity[J].Endocrinology,2009,150(9):4084-4093.

[7]Kharitonenkov A,Wroblewski V J,Koester A,et al.The metabolic state of diabetic monkeys is regulated by fibroblast growth factor-21[J].Endocrinology,2007,148(2):774-781.

[8]Huang Z,Wang H,Lu M,et al.A better anti-diabetic recombinant human fibroblast growth factor 21(rhFGF21)modified with polyethylene glycol[J].Plos One,2011,6(6):e20669.

[9]Xu J,Bussiere J,Yie J,et al.Polyethylene glycol modified FGF21 engineered to maximize potency and minimize vacuole formation. [J].Bioconjugate Chemistry,2013,24(6):915-925.

[10]Mu J,Pinkstaff J,Li Z,et al.FGF21 analogs of sustained action enabledbyorthogonalbiosynthesisdemonstrateenhanced antidiabetic pharmacology in rodents[J].Diabetes,2012,61(2): 505-512.

[11]鄭國(guó)亞,張金寶,劉順梅,等.鏈脲佐菌素誘導(dǎo)C57BL/6J和昆明小鼠1型糖尿病模型的比較[J].中國(guó)生化藥物雜志,2016(1): 20-22.

[12]李榮春,黃梁滸,陳宗峰,等.鏈脲佐菌素致ICR和C57/BL6小鼠I型糖尿病模型的比較[C].2012中國(guó)器官移植大會(huì)論文匯編,2012.

[13]孫國(guó)鵬,葉賢龍,任桂萍,等.成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21對(duì)1型糖尿病動(dòng)物模型的肝糖代謝影響及機(jī)制研究[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2011,38(10):953-960.

[14]Eng C,Kramer C K,Zinman B,et al.Glucagon-like peptide-1 receptor agonist and basal insulin combination treatment for the management of type 2 diabetes:a systematic review and metaanalysis[J].Lancet,2014,384(9961):2228-2234.

[15]任桂萍,衣春霖,楊永碧,等.FGF-21對(duì)D-gal誘導(dǎo)的小鼠肝臟氧化應(yīng)激及凋亡保護(hù)機(jī)制研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015, 46(8):61-69.

[16]李德山,張瑛杰,徐鵬飛,等.長(zhǎng)期注射成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21對(duì)二乙基亞硝胺誘發(fā)肝癌的預(yù)防作用[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2016,47(3):17-22.

[17]Xu P,Ye X,Zhang Y,et al.Long-acting hypoglycemic effects of PEGylatedFGF21 and insulin glargine in mice with type 1 diabetes[J].Journal of Diabetes&Its Complications,2015,29(1): 5-12.

[18]Yu D,Ye X,Wu Q,et al.Insulin sensitizes FGF21 in glucose and lipid metabolisms via activating common AKT pathway[J].Endocrine,2016,52(3):527-540.

[19]Terauchi Y,Sakura H,Yasuda K,et al.Pancreatic beta-cellspecific targeted disruption of glucokinase gene.Diabetes mellitus due to defective insulin secretion to glucose.[J].Journal of Biological Chemistry,1995,270(51):30253-30256.

[20]Sato T,Toyoshima A,Hiraki T,et al.Effects of metformin on plasma concentrations of glucose and mannose,G6Pase and PEPCK activity,and mRNA expression in the liver and kidney of chickens[J].British Poultry Science,2011,52(2):273-277.

[21]Wardzala L J,Jeanrenaud B.Potential mechanism of insulin action on glucose transport in the isolated rat diaphragm. Apparent translocation of intracellular transport units to the plasma membrane[J].Journal of Biological Chemistry,1980,255 (10):4758-4762.

[22]Xu J,Lloyd D C,Stanislaus S,et al.Fibroblast growth factor 21 reverses hepatic steatosis,increases energy expenditure,and improves insulin sensitivity in diet-induced obese mice[J]. Diabetes,2009,58(1):250-259.

Hypoglycemic effect of different maintaining dose of PEGylated FGF-21 in mice with typeⅠdiabetes

LI Deshan,JIANG Xinghao,XU Pengfei,ZHENG Qi, HE Qi,WANG Yaoqun,REN Guiping(School of Life Science,Northeast Agricultural University, Harbin 150030,China)

Fibroblast growth factor 21(FGF-21)is a kind of protein that can regulate hyperglycemia.And PEGylated FGF-21 can increase its half-life period,reduce its immunogenicity.It is expected to become a new drug treatment of diabetes.In order to better promote the clinical application of pFGF-21,we explored its application dosage in typeⅠdiabetes.Firstly,the pFGF-21 1 mg·kg-1was used as the initial dose for 15 d in typeⅠdiabetes mice,then the dose was reduced.Respectively, pFGF-21 of the 0.25,0.5 mg·kg-1as maintenance dose of 30 d was executed in continuous treatment. During the experiment,blood glucose,OGTT,HbA1c,serum index,mRNA expression level of hepatic glucose metabolism related genes were measured.We found that the typeⅠdiabetes mice showed a good therapeutic effect.Furthermore,we found pFGF-21 can significantly ameliorate the hepatic function andthe lipid metabolism disorder through the biochemical index(P<0.01).In all,the results showed that the initial dose of pFGF-21 of 1 mg·kg-1and maintenance dose of 0.25 and 0.5 mg·kg-1can act a good therapeutic effect and which is of great importance to the future clinical application of pFGF-21.

PEGylated FGF-21;typeⅠdiabetes;initial dose;maintenance dose

Q51

A

1005-9369（2017）02-0069-07

2016-12-02

國(guó)家自然基金項(xiàng)目（J1210069/J0116）

李德山（1950-），男，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榛蚬こ讨扑?。E-mail：deshanli@163.com

時(shí)間2017-3-7 16:16:25[URL]http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20170307.1616.018.html

李德山,姜興昊,徐鵬飛,等.不同維持劑量聚乙二醇修飾的FGF-21在Ⅰ型糖尿病小鼠中降糖作用的研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2017,48(2):69-75.

Li Deshan,Jiang Xinghao,Xu Pengfei,et al.Hypoglycemic effect of different maintaining dose of PEGylated FGF-21 in mice with typeⅠdiabetes[J].Journal of Northeast Agricultural University,2017,48(2):69-75.(in Chinese with English abstract)