Метаболические и сигнальные пути, контролирующие секрецию инсулина бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, и их роль в норме и при сахарном диабете тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, доктор биологических наук Шаройко, Владимир Владимирович

• Шаройко, Владимир Владимирович
• доктор биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор биологических наук Шаройко, Владимир Владимирович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Сахарный диабет.

1.2. Молекулярные механизмы секреции инсулина.

1.3. Метаболизм пирувата в (3-клетках.

1.4. Роль фактора трансляции митохондрии 1 В в секреции инсулина.

1.5. Роль фактора транскрипции 1а, индуцируемого гипоксией, в секреции инсулина.

1.6. Имидазолиновые соединения.

1.7. Провоспалительные цитокины и их эффект на р-клетки.

1.8. Белок вАБб и его рецепторы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метаболические и сигнальные пути, контролирующие секрецию инсулина бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, и их роль в норме и при сахарном диабете»

Актуальность проблемы. По определению Международной Диабетической Федерации, сахарный диабет (СД) характеризуется как эпидемия. Предполагаемый показатель распространенности этого заболевания к 2025 году может составить около 330 миллионов человек [1]. Уже сегодня СД является большой медицинской и социально-экономической проблемой общества [2]. 1015% от общего числа больных СД.составляют люди, страдающие СД первого типа (СД1), тогда как остальная часть приходится на СД второго типа (СД2) [1]: СД1 связан с прогрессивной деструкцией Р-клеток в результате аутоиммунных процессов в островках Лангерганса поджелудочной железы, индуцированных макрофагами и Т-лимфоцитами [3, 4]. Провоспалительные цитокины, в особенности интерлейкин-1|3 (ИЛ-1р), фактор* некроза опухоли-а (ФНО-а) и интерферон-у (ИФ-у), играют важную роль в патогенезе СД1, вызывая некротическую или апоптотическую гибель р-клеток островков Лангерганса [5].

СД2 является метаболическим заболеванием, в патогенезе которого выделяют два главных компонента: инсулинорезистентность периферических тканей и снижение секреции инсулина Р-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Установлено, что генетические- факторы и факторы внешней среды вовлечены в патогенез СД2 [6]. При действии этих факторов Р-клетки островков Лангерганса не способны компенсировать повышение концентрации глюкозы в крови адекватным увеличением секреции инсулина [7], приводя к развитию гипергликемии и других метаболических нарушений. Подавление инсулиносекреторной функции р-клеток является признаком СД2 и рассматривается как один из вероятных механизмов снижения толерантности инсулинозависимых тканей к глюкозе [8-11]. При СД гипергликемия и воздействие провоспалительных цитокинов вызывают дефицит инсулина как минимум по двум механизмам: снижение секреции инсулина и уменьшение популяции Р-клеток в результате индукции апоптоза или некроза [12]. В связи с этим, разработка стратегии протекции р-клеток в отношении цитотоксического пролонгированного действия глюкозы в повышенной концентрации и провоспалительных цитокинов заслуживает особого внимания.

Глюкоза - главный физиологический стимул секреции инсулина р-клетками. В норме, повышение её концентрации в крови приводит к активации транспорта глюкозы в р-клетки. Последующий метаболизм глюкозы генерирует метаболические и сигнальные каскады реакций, которые вызывают секрецию инсулина по двум основным механизмам: инициирующий и амплифицирующий [13]. Первый из них запускается путем закрытия АТФ-зависимых К+-каналов вследствие увеличения отношения [АТФ] к [АДФ] в результате метаболизма глюкозы. При закрытии К+-каналов клеточная мембрана деполяризуется, приводя к открытию потенциалзависимых Са2+ -каналов Ь-типа. Последующее увеличение внутриклеточной* концентрации ионов Са2+ запускает экзоцитоз инсулина. Инициирующий механизм изучен достаточно хорошо [1'4], тогда как амплифицирующий механизм секреции инсулина изучен недостаточно. Более того, остаются до конца невыясненными особенности генной и метаболической регуляции секреции инсулина, а также полиморфных- модификаций генов, изменения уровней метаболитов, вторичных посредников, активности трансляционных и транскрипционных факторов в этом процессе.

Для лечения пациентов с СД2 используется широкий спектр фармакологических препаратов с различным механизмом действия, направленных на улучшение гомеостаза глюкозы. В течение многих лет препараты сульфонилмочевины, мишенью воздействия которых являются р-клетки, доминируют на фармацевтическом рынке [15, 16]. Недостатком препаратов этого класса являются эпизоды гипогликемий [17, 18] и стимуляция апоптоза р-клеток [19]. Кроме того, большинство пациентов, получающих лечение производными сульфонилмочевины в течение 3-10 лет, становятся нечувствительными к данному классу препаратов [20]. В этой связи представляют интерес новые классы соединений, синтезированные химическим путем или биологически активные соединения природного происхождения, обладающие глюкозонормализующим эффектом и пониженной токсичностью.

Таким образом, независимо от инициирующих факторов, на начальных и последующих этапах развития СД, в островках Лангерганса наблюдается деструкция и прогрессирующее уменьшение количества Р-клеток вплоть до полного их исчезновения и развития абсолютной инсулиновой недостаточности при СД1-, так и при СД2 [21-23], поэтому перспективным направлением в лечении СД1 является разработка методов сохранения имеющихся Р-клеток на ранней стадии заболевания, а при СД2 - на всех стадиях заболевания. В данной работе обобщены результаты цикла исследований, направленных на выяснение физиолого-биохимических механизмов функционирования Р-клеток в норме и при патологии, результаты которых могут быть использованы при разработке фармакологических и молекулярно-генетических. методов протекции р-клеток не только для предотвращения развития СД, но и уже при развившемся СД.

Цель и задачи исследования

Цель работы. Изучение метаболических и сигнальных путей, участвующих в секреции инсулина Р-клетками островков Лангерганса в норме и при патологии с целью разработки стратегии воздействия на эти пути с помощью фармакологических и молекулярно-генетических методов для нормализации функциональной активности этих клеток.

В ходе исследования решались следующие основные задачи

1. Разработать экспериментальную модель для исследования механизмов секреции инсулина р-клетками в условиях in vitro.

2. Используя разработанную модель, изучить особенности метаболизма в р-клетках с нормальной и сниженной секрецией инсулина in vitro.

3. Изучить эффект глюкозы в повышенной концентрации и цитокинов на метаболизм и секрецию инсулина в Р-клетках in vitro.

4. Исследовать изменение профиля метаболитов и сигнальных молекул в Р-клетках при стимуляции их глюкозой in vitro.

5. Выявить полиморфизм генов, связанных с функционированием митохондрий в Р-клетках и риском развития СД2.

6. Изучить сигнальные пути инсулинотропного действия некоторых имидазолиновых соединений и некоторых классов биологически активных соединений природного происхождения в Р-клетках.

7. Исследовать протективные свойства некоторых имидазолиновых соединений и супрессора цитокинового сигнального пути 1 в отношении цитотоксического действия провоспалительных цитокинов на р-клетки.

8. Изучить роль в секреции инсулина ряда белковых молекул, которые в р~ клетках ранее не исследовались.

Научная новизна исследования

Проведенное исследование впервые показало, что одним из механизмов снижения чувствительности к глюкозе клональных р-клеток является стабилизация (т.е. ингибирование протеосомальной деградации) транскрипционного фактора HIF-la (фактора la, индуцированного гипоксией). В этих клетках HIF-la вызывает нарушение метаболизма глюкозы за счет разобщения гликолиза и метаболизма пирувата в митохондриях, которое приводит к подавлению глюкозостимулированной секреции инсулина.

Известно, что при СД2 наблюдается гипергликемия и повышение в крови концентрации ФНО-а, которые участвуют в развитии осложнений СД2 и в том числе снижают инсулиносекреторную активность ß-клеток. Впервые на модели клональных ß-клеток и островках Лангерганса человека in vitro установлено, что пролонгированное воздействие глюкозы или ФНО-а в повышенной концентрации приводит к стабилизации HIF-la и, соответственно, к снижению глюкозостимулированной секреции инсулина. При этом обнаружено HIF-la-контролируемое ингибирование метаболизма пирувата в реакциях пируватдегидрогеназного комплекса и активация анаэробного гликолиза. Полученные данные имеют существенное значение для понимания механизмов снижения чувствительности ß-клеток к глюкозе при прогрессировании СД2.

При пролонгированном действии глюкозы в повышенной концентрации на ß-клетки возрастает экспрессия гена-мишени HIF-la - Pdkl и его белкового продукта - киназы 1 пируватдегидрогеназы (PDK1). Показано, что выключение PDK1 усиливает глюкозостимулированную секрецию инсулина клональными ß-клетками за счет увеличения митохондриального метаболизма пирувата, дыхания и продукции АТФ митохондриями.

Установлено, что пентозофосфатный цикл участвует в амплифицирующем механизме секреции инсулина ß-клетками и в островках Лангерганса человека за счет синтеза NADPH, выступающего в этом процессе в качестве сигнальной молекулы, играющей важную роль в экзоцитозе инсулина.

Используя базу данных полногеномных исследований GWAS (а genome-wide association study) установлено, что полиморфизм гена (rs950994; G—>А) фактора трансляции митохондрии B1 (TFB1M; митохондриальная S-аденозилметионин-б-К,К-аденозил(рРНК)диметилтрансфераза-1) ассоциируется со снижением секреции инсулина, повышением постпрандиального уровня глюкозы и риском развития СД2. Установлен механизм, посредством которого ослабление общей трансляции в митохондриях ß-клеток за счет снижения диметилирования 12S рРНК приводит к снижению продукции АТФ в митохондриях и подавлению секреции инсулина.

Изучены некоторые биохимические механизмы действия имидазолинового соединения BL11282, обладающего выраженным инсулинотропным'эффектом. BL11282 потенцирует секрецию инсулина путем воздействия на сигнальный путь: АТФ => цАМФ+ОЕК[1-Шт2 (СЕЕП-Шт2-цАМФ-активируемый белковый комплекс, участвующий в экзоцитозе инсулина) ==> цАМФ-СЕЕП-Шт2, контролируемый аденилатциклазой и сигнальный путь: фосфолипид => арахидоновая кислота => эпоксиэйкозатриеновая кислота, контролируемый кальций-независимой фосфолипазой А2 (iPLA2) и цитохромом Р450.

Обнаружены протективные свойства имидазолина RX871024 (уменьшение продукции NO) и SOCS-1 (снижение активности каспаз и апоптоза), частично снижающие цитотоксическое -действие провоспалительных цитокинов на ß-клетки.

Идентифицированы белок GAS 6 и его рецептор AXL в ß-клетках и показана их функциональная роль в ß-клетках, заключающаяся в контроле секреции инсулина и синтеза ФНО-а. Установлен один из механизмов внутриклеточной передачи сигнала - в ß-клетках при действии GAS 6: GAS 6 аутофосфорилирование AXL => фосфорилирование Р13-киназы => фосфорилирование Akt =>.фосфорилирование GAPDH и GRP78=>.:=> эффекторные системы.

Усовершенствована модель субстратно-энзиматических и сигнальных процессов, объясняющая регуляцию секреции инсулина ß-клетками.

Научно-практическое значение работы

Данное исследование относится к разряду фундаментально-прикладных работ. Применяя вышеперечисленные подходы (модели) нам удалось получить новую информацию о некоторых механизмах функционирования Р-клеток в норме и патологии, выявить новые белки, являющиеся потенциальными мишенями для фармакологического или молекулярно-генетического воздействия, а также предложить способы коррекции функциональных нарушений р-клеток при СД. Полученные результаты углубляют представления о фундаментальных молекулярных механизмах, лежащих в основе регуляции секреции инсулина под действием глюкозы, инсулинотропных. соединений класса имидазолинов (на примере В1Л1282 и КХ871024) и- биологически активных веществах растительного происхождения (на примере экстракта из слоевищ лишайника рода С1ас1ота). Данная информация может быть полезна при разработке новых способов управления функциональной активностью' р-клеток и^ коррекции метаболических нарушений при СД2. На использование экстракта из слоевищ лишайника рода С1айота (препарат "Ягель") в коррекции метаболических нарушений при СД2 подана заявка на патент РФ.

Изучение имидазолиновых соединений продемонстрировало возможность использования имидазолинов в качестве инструмента для изучения путей передачи сигнала в Р-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы, и перспективность дальнейшего комплексного исследования имидазолинов с целью разработки фармацевтических препаратов для лечения СД2.

Ингибирование РОК1 усиливает глюкозостимулированную секрецию инсулина, в р-клетках, поэтому создание- селективных ингибиторов данного фермента может рассматриваться как. одно * из направлений фармакологической терапии СД2 при секреторной дисфункции р-клеток.

Результаты исследования имеют важное практическое значение в плане выявления молекулярных основ этиологии и патогенеза СД2, а также в создании новых подходов для диагностики. Исследование ведущей роли трансляционного фактора TFB1M в механизме секреции инсулина показало, что он является важным компонентом в патогенезе СД2, связанным с нарушением функционирования митохондрий.

Генотипирование полиморфизма (rs950994) гена TFB1M внедрено в панель генов-риска для диагностики предрасположенности к развитию СД2. Полученная информация позволяет проводить анализ нарушений отдельных звеньев в механизме секреции инсулина, связанных с дисфункцией митохондрий.

В качестве in vitro модели для изучения механизмов секреции инсулина в норме и при патологии предложены постоянные клеточные линии глюкозочувствительных и глюкозонечувствительных (3-клеток.

Показано; что экстракт из слоевищ лишайника рода Cladonia (препарат "Ягель") стимулирует глюкозозависимую секрецию инсулина in vitro и обладает глюкозонормализующим» действием у пациентов, страдающих СД2.

Результаты, исследований используются автором при чтении лекций для студентов биологических и медицинских специальностей.

Личный вклад автора. Работа выполнена на базе следующих научно-исследовательских учреждений: Лаборатория Экологической и медицинской биохимии, биотехнологии и радиобиологии Института биологических проблем криолитозоны СО РАН (г. Якутск, РФ), Центр исследований диабета и эндокринологии им. Рольфа Люфта Каролинского медицинского университета (г. Стокгольм, Швеция), Лаборатория молекулярного метаболизма' центра исследований диабета Лундского университета (г. Лунд, г. Мальмо, Швеция). Экспериментальные данные получены лично автором, под его руководством или при его непосредственном участии. Планирование и проведение экспериментов, теоретическое обобщение полученных результатов и написание статей осуществлялось самим автором, либо при его активном участии. Имена соавторов указаны в соответствующих публикациях. Метаболомный анализ (3-клеток проводился совместно с Петером Шпегелем и Хиндриком Мульдером. Протеомный анализ островков и Р-клеток проводилась в тесном взаимодействии с Томасом Коком и Терезой Ягербринк. ЬБ/МБ-МБ и МАЬШЧгар анализ пептидов выполнялся в центре протеомных исследований Лундского университета. Генотипирование производилось в лаборатории центра секвенирования Лундского университета. Анализ данных из в\УА8 проводился совместно с Валерией Лысенко и Шарлот Линг. Исследование апоптоза осуществлялось совместно с Ириной Зайцевой, Иохимом Сторлингом и Сергеем Зайцевым. Отдельные этапы работы проводились совместно с Борисом Кершенгольцем.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Разобщение аэробного гликолиза и митохондриального метаболизма пирувата играет ведущую роль в прогрессировании инсулиносекреторной дисфункции Р-клеток.

2. Пролонгированное действие глюкозы в повышенной концентрации и фактора некроза опухоли-а (ФНО-а) на Р-клетки вызывают стабилизацию фактора, индуцированного гипоксией-1 а (НИМ а), приводя к снижению чувствительности р-клеток к глюкозе.

3. Пентозофосфатный цикл, в ходе которого генерируется ИАОРН, вовлечен в амплифицирующий механизм секреции инсулина р-клетками.

4. Полиморфизм О—>А гена фактора трансляции митохондрии В1 (//Ь7га; Г8950994) ассоциируется с дефектом секреции инсулина и с риском развития СД2.

5. Инсулинотропное действие имидазолинового соединения BL11282 опосредовано цАМФ-зависимым механизмом, взаимодействием цАМФ с комплексом GEFII*Rim2 и метаболизмом арахидоновой кислоты в эпоксиэйкозатриеновые кислоты. Кроме того, BL11282 повышает чувствительность (3-клеток к глюкозе.

6. Имидазолиновое соединение RX871024 и ингибитор внутриклеточной передачи сигнала цитокинов-1 (SOCS-1) снижают цитотоксическое действие провоспалительных цитокинов.

7. Белок "growth arrest-specific protein" (GAS6) и его рецептор AXL синтезируются в (3-клетках. Подавление экспрессии рецептора AXL снижает секрецию инсулина.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы были представлены на теоретических семинарах кафедры биологической химии СевероВосточного федерального университета им. М.К. Аммосова (г. Якутск), Лаборатории экологической и медицинской биохимии, биотехнологии и радиобиологии Института биологических проблем криолитозоны СО РАН, Лаборатории молекулярного метаболизма Лундского университета (г. Лунд, г. Мальмо, Швеция), Лаборатории диабета и эндокринологии Каролинского медицинского университета (г. Стокгольм, Швеция).

Отдельные аспекты работы были представлены на следующих международных конференциях: "European Association for the Study of Diabetes" (Rom, Italy, 2008; Vienna, Austria, 2009; Stockholm, Sweden, 2010; Lisbon, Portugal, 2011); "Gordon Research Conferences: Molecular & Cellular Bioenergetics" (Andover, USA, 2009); "What's next" (Malmo, Sweden, 2009); "Islet Study Group", (Steinschaler Dorfl, Austria, 2009); "World Diabetes Congress, IDF" (Montreal, Canada 2009); "Scandinavian Society for the Study of Diabetes" (Malmo, Sweden, 2010).

Публикации. Основные результаты исследования, выводы и положения диссертации опубликованы в 30 печатных работах в отечественной и зарубежной печати, из них 16 работ в журналах, рекомендованных-ВАК РФ.

Благодарности. Я выражаю искреннюю благодарность моим прежним и настоящим коллегам вышеуказанных лабораторий, в которых была выполнена диссертационная работа, за сотрудничество, общение, понимание и поддержку. Выражаю особую признательность моим учителям, профессорам Борису Моисеевичу Кершенгольцу и Алле Николаевне Журавской (Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск).

Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (РФ), программы Президиума РАН "Фундаментальные науки - медицине" (РФ), фармацевтической компании Ново Нордиск (Дания), Шведского Совета по исследованиям (Швеция), гранты на исследования Stiftelsen Lars Hiertas Minne (Швеция), Albert Pählssons stifteise för forskning och välgörenhet (Швеция), O.E och Edla Johanssons stifteisen (Швеция), Crafoordska stifteisen (Швеция).

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Шаройко, Владимир Владимирович

294 ВЫВОДЫ

1. На модели клональных р-клеток, чувствительных и нечувствительных к глюкозе показано, что в глюкозочувствительных Р-клетках секрецию инсулина обеспечивает тесное сопряжение гликолиза и митохондриального метаболизма пиру вата. Это сопряжение проявляется в усилении митохондриального дыхания и ограничении гликолиза и продукции лактага. Установлен сходный; характер; экспрессии генов ферментов? гликолиза и: митохондриального метаболизма, в клональных Р-клетках и островках Лангерганса. человека. Прш этом; повышение: уровня! глюкозы крови может нарушать координированную экспрессию генов гликолиза: и митохондриального метаболизма, в островках Лангерганса человека, которая необходима для глюкозостимулированной секреции инсулина.

2. Установлено, что пролонгированное действие: глюкозы и фактора некрозам опухоли-а в повышенных концентрациях на Р-клетки- вызывает стабилизацию индуцированного; гипоксиеш транскрипционного фактора-1а. Это> подавляет глюкозостимулированную секрецию* инсулина и открывает возможность» целенаправленно? ингибировать стабилизацию* индуцированного' гипоксией транскрипционного фактор-1а в: Р-клетках для поддержания- их инсулиносекреторной: функции при сахарном диабете 2 типа.

3. Показано, что - концентрация; КАБРН достигает максимума через 6 мин после начала стимуляции р-клеток глюкозой и предшествует- пику секреции инсулина- Так как КАОРН; генерируемый; в пентозофосфатном цикле; является необходимым сопрягающим фактором в амплифицирующем механизме секреции инсулина Р-клетками; это?позволило пересмотреть-роль пентозофосфатного цикла в Р-клетках, участие . которого: в механизме секреции; инсулина ранее; недооценивалось.

4. Установлено; что вариант полиморфизма гена фактора трансляции митохондрии В Г ^950994 (в—> А) ассоциируется со снижением его экспрессии в

-клетках островков Лангерганса человека. Это приводит к ограничению трансляции субъединиц системы окислительного фосфорилирования и уменьшению продукции АТФ, что является одной из причин снижения секреции инсулина и увеличения риска развития сахарного диабета 2 типа. На основании этого анализ полиморфизма гена (/bim рекомендован к внедрению в клиническую практику для; выявления предрасположенности к развитию сахарного? диабета 2 типа. '

5; Изучен механизм, инсулинотропной активности нового имидазолинового соединения» ВЫ1282!. Установлено; что^инсулинотропная? активность ВЕВ^в^не: опосредована: его влиянием? на АТФ-чувствителные К+-каналы, белок RHes, 6.2-адрено- и имидазолиновые Iir-рецепторы. Предложен механизм инсулинотропного действия BL11282 через цАМФ-зависимыШ сигнальный путь и комплекс GEFII-Rim2 и сигнальный путь арахидоновой. кислоты, активируемый кальцийнезависимош фосфолипазош А2 и- ее: последующий-, метаболизм-цитохромом Р450 до эпоксиэйкозагриеновый кислоты. Также показано, что пролонгированное воздействие BL11282 на ß-клетки увеличивает их: чувствительность к последующей стимуляции глюкозой, что сопровождается повышением экспрессии белков, участвующих в фолдинге, связывании ионов гу, ' '

Ga , метаболизме и-снижением уровня экспрессии; ингибитора» протеин киназы С." Полученная информация о сигнальных путях инсулинотропного действия BL11282, которые активируются только при повышении концентрации глюкозы, позволяет разрабатывать принципиально1 новые: препараты глюкозозависимого действия для лечения сахарного диабета 2 типа. .

6. При моделировании воспалениягпри сахарномщиабете;1' типа показано; что цйтотоксическое действие , комбинации провоспалительных цитокинов ИЛ-lß, ФНО-а и ИФ-у на ß-клетки островков Лангерганса частично снижается при действии имидазолинового соединения RX871024 или повышении экспрессии супрессора цитокинового пути передачи сигнала-1 в Р-клетках. При этом RX871024 или повышенная экспрессия супрессора цитокинового пути передачи сигнала-1 не предотвращали цитокин-индуцированное подавление глюкозостимулированной секреции инсулина. Это дает основания предполагать, что в Р-клетках существует JAK/STAT-независимый сигнальный путь цитотоксического действия ИФ-у.

7. Изучен биологически активный комплекс веществ из слоевищ лишайника Cladonia, улучшающий инсулиносекреторную функцию р-клеток за счет увеличения митохондриальной продукции АТФ. Использование комплекса веществ из слоевищ лишайника Cladonia может рассматриваться как один из дополнительных способов поддержания нормогликемии у пациентов с сахарным диабетом 2 типа.

8. Впервые в Р-клетках идентифицированы белок GAS6 и его рецептор AXL. Определен один из механизмов САБб-стимулированной внутриклеточной передачи сигнала в р-клетках, включающий фосфорилирование AXL/PI3-KHHa3bi/Akt/(GAPDH и GRP78) и ингибирование секреции инсулина при нокаутировании AXL рецептора. Полученные новые данные о синтезе и сигнальных путях системы "GAS6-AXL" позволяют приступить к более глубокому изучению их роли в функционировании Р-клеток островков Лангерганса.

9. Предложены белки-мишени, которые могут представлять интерес для фармакологического воздействия с целью нормализации функциональной активности р-клеток при сахарном диабете.

ГЛАВА 11. ОБЩЕЕ ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящее исследование привело к обнаружению и расшифровке ранее неизвестного НИ7-1а сигнального механизма в |3-клетках, который активируется при действии глюкозы в повышенной концентрации или ФНО-а. Стабилизация и транскрипционная активация НШ-1а в Р-клетках вызывает переключение митохондриального метаболизма, на гликолиз, что сопровождается увеличением продукции лактата и снижением глюкозостимулированной секреции инсулина. Полученные данные* расширяют современные представления о механизме токсического действия глюкозы, и ФНО-а, которые при пролонгированном воздействии на Р-клетки вызывают их инсулиносекреторную дисфункцию. Наши результаты еще раз демонстрируют необходимость строгого- контроля концентрации глюкозы в крови у пациентов с СД2, а также роль ФНО-а не только в развитии • инсулинорезистентности- при СД2, но и инсулиносекреторной дисфункции Р-клеток.

Полученные в работе данные доказывают важность пентозофосфатного цикла1 как источника ИАОРН, ключевого' сопрягающего фактора, участвующего в амплифицирующем механизме секреции инсулина. До наших исследований в литературе существовала точка зрения, что только пируват-малатный цикл является источником КАБРН.

Используя базу данных полногеномных исследований установлено, что полиморфизм гена (гз950994) Т]Ыт ассоциируется с риском развития СД2. При изучении Р-клеток островков Лангерганса с дефицитом ТБВ1М установлено его действие на такие фундаментальные* клеточные процессы как секреция инсулина р-клетками (ингибирование) и гибель Р-клеток (стимуляция). Таким образом, Т]Ыт может быть добавлен к растущему списку генов, ответственных за риск развития СД2.

В нашем исследовании было показано, что ингибирование глюкозостимулированной секреции инсулина при действии цитокинов ИЛ-lß, ФНО-а и ИФ-у коррелирует с увеличением продукции NO. Основываясь на этих результатах и сообщениях других лабораторий, можно предположить, что цитокин-индуцированное снижение глюкозостимулированной секреции инсулина является следствием увеличения продукции N0, контролируемое ИФ-у через JAK/STAT- независимый сигнальный путь. Ингибирование этого сигнального пути позволит более эффективно снижать токсическое действие ИФ-у наз ß-клетки.

Исследование имидазолиновых соединений (на примере BL11282) и i биологически активных веществах растительного происхождения (на примере экстракта из слоевищ лишайника рода Cladonia) продемонстрировало их перспективность как веществ инсулинотропного действия. Полученная информация может быть полезна'для разработки нового класса инсулинотропных фармпрепаратов для лечения СД2 и коррекции метаболических нарушений при СД2.

Впервые в клональных островках Лангерганса* идентифицирован белок GAS6 с его рецептором^ AXL и, установлено стимулирующее действие GAS6 на глюкозостимулированную секрецию инсулина. На современном этапе наших исследований механизм СА86-стимулированной внутриклеточной передачи сигнала в ß-клетках выглядит следующим образом: GAS6 => аутофосфорилирование AXL ==> фосфорилирование Р13-киназы => фосфорилирование Akt =>.=> фосфорилирование GAPDH и GRP78=>.=> эффекторные системы. Таким образом; выдвинутая нами гипотеза о важной роли белка GAS6 и его рецептора AXL в глюкозостимулированной секреции инсулина ß-клетками нашла подтверждение- в наших исследованиях. Полученные нами результаты дают основания для более глубокого исследования роли GAS6 и его рецепторов в функционировании островков Лангерганса (пара- и аутокринные эффекты в островке, синтез инсулина, регуляция апоптоза).

Накопленный экспериментальный материал позволят предложить ряд белковых молекул, которые могут представлять интерес для дальнейших фармакологических и молекулярно-генетических манипуляций с целью коррекции функциональных нарушений в ¡З-клетках при СД: фактор, индуцируемый гипоксией 1а, фактор трансляции митохондрии 1В, кальций-независимая фосфолипаза А2, молекулярный шапероны Hsp60 и GRP78, ингибитор протеинкиназы С (histidine-triad nucleotide binding protein 1), супрессор цитокинового сигнального пути 1, ростозамедляющий специфический белок 6 и рецептор AXL.

Установленные и исследованные нами метаболические и сигнальные пути, контролирующие секрецию инсулина р-клеткми островков Лангерганса, можно обобщить в виде нижеприведенных схем.

Метаболические и сигнальные пути, участвующие в стимуляции секреции инсулина; глюкоза => сопряжение гликолиза и цикла Kpe6ca|=>OXPHOSf =>АТФ|=>секреция инсулина | лактат| глюкоза=> [а-кетоглутарат]/[сукцинат]> 1 =>Н1Р-а|=>секреция инсулина^ глюкоза| =>пентозофосфантый цикл|=^ЧАБРН|=>секреция инсулина |

BL11282=>Tfam,Nrfl,Pgcla=>MHT0X0HflpHHf =>АТФ| =^>секреция инсулина!

ВЬ11282^АТФ|=>цАМФ+СЕРП-Шш2=>цАМФ-ОЕРП-Шт2=>секреция инсулина|

ВЬ11282=>ингибитор РКС|=> РКС|=>секреция инсулина | ВЬ11282=> Нзр60],=> РКС|=>секреция инсулина |

ВЫ1282=>фосфолипаза А2=>фосфолипиды=>арахидоновая кислота|=> =^>эпоксиэйкозатриеновая кислота| =>секреция инсулина |

Препарат "Ягель"=>ТГат|=>митохондрии=^АТФ|=>секреция инсулина | вАБб => аутофосфорилирование АХЬ| => фосфорилирование Р13-киназы| => фосфорилирование Ак^ =>.=> фосфорилирование ОАРОН| и СКР78|=>.=> секреция инсулина |

Метаболические и сигнальные пути, участвующие в подавлении секреции инсулина: глюкоза! =>[а-кетоглутарат]/[сукцинат] < 1 =>Н1Ра! =>РОК11 =>лактат| => =>секреция инсулина I

ФНО-а|=> ШР-а|=>РВК1!=>лактат|=>секреция инсулина | гб950994 (в-* А) =>Т£Ыш4=>ТРВ1М|=>0ХРН08|=>АТФ4 ^секреция инсулина |

КХ871024==> р38-фосфоХ ^КО-синтаза=>Ж)|=>секреция инсулина |

8<ЭС8-1=> каспаза-8,9,31 =>апоптоз| и секреция инсулина |

Цитокины=>КО|=>секреция инсулина | ИФ-у=>.=>ГТО|=>секреция инсулина |

Список литературы диссертационного исследования доктор биологических наук Шаройко, Владимир Владимирович, 2011 год

1. Atlas, T.LD.F.s., 2006.

2. Zimmet, P., K.G. Alberti, and J. Shaw, Global and societal implications of the diabetes epidemic. Nature, 2001. 414(6865): p. 782-7.

3. Chandra, J., et al., Role of apoptosis in pancreatic beta-cell death in diabetes. Diabetes, 2001.50 Suppl 1: p. S44-7.

4. Mandrup-Poulsen, Т., Beta cell death and protection. Ann N Y Acad Sci, 2003. 1005: p. 32-42.5; Mandrup-Poulsen,: Т., beta-cell'apoptosis::.sHmuWandisignalingi. Diabetes* .20011. 50 Suppl 1: p. S58-63.

5. Gloyn, A.L. and M.I. McCarthy, The genetics of type 2 diabetes. Best Pract Res , GlinEndbcrinolKMetab^200E 15(3): pi .293-3081,

6. Ahren; BV, TType2 diabetes, insulinsecretionand beta-cell mass. Guml^o^ 2005. 5(3): p. 275-86:

7. Cnop,M:,et al., Mechanisms ofpancreatic beta-cell deathintypelahd type 2 > diabetes: many dijferences, few similarities. Diabetes, 2005. 54Suppl2:pS97

8. Ю7. ,"' ' '•. ■•' ' ' ■ . v >':\ v ' .13: Henquin, J:C., Regulation of insulin secretion: a matter of phase controland amplitude modulation.Diabetologia, 2009: 52(5): p. 739-51.

9. Ashcroft, F.M:, D:E. Harrison, md&JlAshcvoft, Glucose induces closure of single potassium channels in isolated rat pancreatic beta-ce//s.:Natore, 1984-312(5993): p. 446-8.

10. Aquilante,C.L., Sulfonylureapharmacogenomics in Type 2 diabetes: the influence of drug target and diabetes risk polymorphisms. Expert Rev Cardiovase Ther. 8(3): p. 359-721

11. Polakof, S., Diabetes therapy: novel patents targeting the glucose-induced insulin-secretion. Recent Pat DNA Gene Seq. 4(1): p. 1-9.

12. Ferner, R.E. and H.A. Neil, Sulphonylureas and hypoglycaemia. Br Med J (Clin Res Ed), 1988. 296(6627): p: 949-50.

13. Shorr, R.I., et al., Antihypertensives and the risk of serious hypoglycemia in older persons using insulin or sulfonylureas. JAMA, 1997. 278(1): p. 40-3.

14. Maedler, K., et al., Sulfonylurea induced beta-cell apoptosis in cultured human islets. J Clin Endocrinol Metab, 2005. 90(1): p. 501-6.

15. Groop, L.C., Sulfonylureas in NIDDM. Diabetes Care, 1992.15(6): p. 737-54.

16. Bonora, E., C. Brangani, and I. Pichiri, Abdominal obesity and diabetes. G Ital Cardiol (Rome), 2008. 9(4 Suppl 1): p. 40S-53S.

17. Meier, J.J., Beta cell mass in diabetes: a realistic therapeutic target? Diabetologia, 2008. 51(5): p. 703-13.

18. Eizirik, D.L., M.L. Colli, and F. Ortis, The role of inflammation in insulitis and beta-cell loss in type 1 diabetes. Nat Rev Endocrinol, 2009. 5(4): p. 219-26.

19. Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Diabetes Care, 2008. 31 Suppl 1: p. S55-60.

20. King, K.Me. and G. Rubin, A history of diabetes: from antiquity to discovering insulin. Br J Nurs, 2003.12(18): p. 1091-5.

21. Alberti, K.G. and P.Z. Zimmet, Definition, diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications. Part 1: diagnosis and classification of diabetes mellitus provisional report of a WHO consultation. Diabet Med, 1998. 15(7): p. 539-53.

22. Aly, H. and P. Gottlieb, The honeymoon phase: intersection of metabolism and immunology. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes, 2009.116(4): p. 286-92.

23. Karvonen, M., et al., Incidence of childhood type 1 diabetes worldwide. Diabetes Mondiale (DiaMond) Project Group. Diabetes-Care, 2000:23(10): p. 1516-26.«

24. Kahn, S;E., R.L. Hull, and K.M. Utzschneider, Mechanisms linking obesity to insulin resistance and type 2 diabetes. Nature, 2006. 444(7121): p. 840-6.

25. Burr, J.F., et al., The role of physical activity in type 2 diabetes prevention: physiological and practical perspectives. Phys Sportsmed, 2010. 38(1): p. 72-82.

26. Trevisan, R., M. Vedovato, and A. Tiengo, The epidemiology of diabetes mellitus. Nephrol Dial Transplant, 1998.13 Suppl8: p. 2-5.

27. Bonadonna, R.C., et al., Altered homeostatic adaptation of first- and second-phase beta-cell secretion in the offspring of patients with type 2 diabetes: studieswith a minimal model to assess beta-cell function. Diabetes, 2003. 52(2): p. 47080.

28. Weir, G.C. and S. Bonner-Weir, Five stages of evolving beta-cell dysfunction during progression to diabetes. Diabetes, 2004. 53 Suppl 3: p. S16-21.

29. Suckale, J. and M. Solimena, Pancreas islets in metabolic signaling—focus on the beta-cell. Front Biosci, 2008.13: p. 7156-71.

30. Elayat, A.A., M.M. el-Naggar, and M. Tahir, An immunocytochemical and morphometric study of the rat pancreatic islets. J Anat, 1995.186 ( Pt 3): p. 62937.

31. Straub, S.G. and G.W. Sharp, Glucose-stimulated signaling pathways in biphasic insulin secretion. Diabetes Metab Res Rev, 2002.18(6): p. 451-63.

32. Johnson, J.H., et al:, Underexpression of beta cell high Km glucose transporters in noninsulin-dependent diabetes. Science, 1990. 250(4980): p. 546-9.

33. De Vos, A., et ah, Human and rat beta cells differ in glucose transporter but not in glucokinase gene expression. J Clin Invest, 1995. 96(5): p. 2489-95.

34. Johnson, J.H., et al., The high Km glucose transporter of islets of Langerhans is functionally similar to the low affinity transporter of liver and has an identical primary sequence. J Biol Chem, 1990. 265(12): p. 6548-51.

35. Hedeskov, C.J., Mechanism of glucose-induced insulin secretion. Physiol Rev, 1980. 60(2): p. 442-509.

36. Hedeskov, C.J1. and.K. CapitO; Pancreatic islet metabolism of pyruvate and other potentiators of insulin release. Effects of starvation. Horm Metab Res Suppl, 1980. Suppl 10: p. 8-13.

37. Arkhammar, P., et ah, Inhibition of ATP-regulated K+ channels precedes depolarization-induced increase in cytoplasmic free Ca2+ concentration in pancreatic beta-cells. J Biol Chem, 1987. 262(12): p. 5448-54.

38. Gembal, M., et ah, Mechanisms by which glucose can control insulin release independently from its action on adenosine triphosphate-sensitive K+ channels in mouse B cells. J Clin Invest, 1993. 91(3): p. 871-80.

39. Detimary, P., J.C. Jonas, and J.C. Henquin, Stable and diffusible pools of nucleotides in pancreatic islet cells. Endocrinology, 1996.137(11): p. 4671-6.

40. Sato, Y. and J.C. Henquin, The K+-ATP channel-independent pathway of regulation of insulin secretion by glucose: in search of the underlying mechanism. Diabetes, 1998. 47(11): p. 1713-21.

41. Seino, S., et ah, Roles ofcAMP signalling in insulin granule exocytosis. Diabetes Obes Metab, 2009.11 Suppl 4: p. 180-8.

42. Sharp, G.W., The adenylate cyclase-cyclic AMP system in islets ofLangerhans and its role in the control of insulin release. Diabetologia, 1979.16(5): p. 287-96.

43. Kashima, Y., et al., Critical role of cAMP-GEFII~Rim2 complex in incretin-potentiated insulin secretion. J Biol Chem, 2001. 276(49): p. 46046-53.

44. Seino, S. and T. Shibasaki, РКА-dependent and РКА-independent pathways for с AMP-regulated exocytosis. Physiol Rev, 2005. 85(4): p. 1303-42.

45. Turk, J., R.W. Gross, and S. Ramanadham, Amplification of insulin secretion by lipid messengers. Diabetes, 1993. 42(3): p. 367-74.

46. Ramanadham, S., et ah, Mass spectrometric identification and quantitation of arachidonate-containing phospholipids in pancreatic islets: prominence of plasmenylethanolamine molecular species. Biochemistry, 1993. 32(20): p. 533951.

47. Ramanadham, S., et al., Inhibition of arachidonate release by secretagogue-stimulated pancreatic islets suppresses both insulin secretion and the rise in beta-cell cytosolic calcium ion concentration. Biochemistry, 1993. 32(1): p. 337-46.

48. Thams, P., et al., Phorbol-ester-induced down-regulation of protein kinase С in mouse pancreatic islets. Potentiation of phase I and inhibition of phase 2 of glucose-induced insulin secretion. Biochem J, 1990. 265(3): p. 777-87.

49. E. Ляшенко, Б.Ч., В. Шаройко. , Кальций-зависимые изоформы диациглгщерол киназ и их роль в секреции инсулина р-клетками островков поджелудочной железы. . Медицинский академический журнал. ,2010. • 5(10): р. 58.

50. Schuit, F., et al., Metabolic fate of glucose in purified islet cells. Glucose-regulated anaplerosis in beta cells. J Biol Chem, 1997. 272(30): p. 18572-9.

51. MacDonald, M.J., Metabolism of the insulin secretagogue methyl succinate by pancreatic islets. Arch Biochem Вiophys, 1993. 300(1): p. 201-5.

52. Prentki, M., New insights into pancreatic beta-cell metabolic signaling in insulin secretion. Eur J Endocrinol, 1996.134(3): p. 272-86.

53. Maechler, P. and C.B. Wollheim, Mitochondrial glutamate acts as a messenger in glucose-induced insulin exocytosis. Nature, 1999. 402(6762): p. 685-9.

54. Khan, A., Z.C. Ling, and B.R. Landau, Quantifying the carboxylcition of pyruvate in pancreatic islets. J Biol Chem, 1996. 271(5): p. 2539-42.

55. MacDonald, M.J., Feasibility of a mitochondrial pyruvate malate shuttle in pancreatic islets. Further implication ofcytosolic NADPH in insulin secretion. J Biol Chem, 1995. 270(34): p. 20051-8.

56. Brun, T., et al., Evidence for an anaplerotic/malonyl-CoA pathway in pancreatic beta-cell nutrient signaling. Diabetes, 1996. 45(2): p. 190-8.

57. Deeney, J.T., et al., Acute stimulation with long chain acyl-CoA enhances exocytosis in insulin-secreting cells (HITT-15 and NMRI beta-cells). J Biol Chem, 2000. 275(13): p. 9363-8.

58. Metz, S.A., et al., Modulation of insulin secretion from normal rat islets by inhibitors of the post-translational modifications of GTP-binding proteins. Biochem J«, 1993. 295 ( Pt 1): p. 31-40:

59. Yamada, S., et al., Nutrient modulation of palmitoylated 24-kilodalton protein in rat pancreatic islets. Endocrinology, 2003.144(12): p. 5232-41.

60. Chapman, E.R., et al., Fatty acylation of synaptotagmin in PC12 cells and synaptosomes. Biochem Biophys Res Commun, 1996i 225(1): p. 326-32.

61. Gonzalo, S., W.K. Greentree, and M.E. Linder, SNAP-25 is targeted to the plasma membrane through a novel membrane-binding domain. J Biol Chem, 1999: 274(30): p. 21313-8.

62. Takahashi, N., et al., Sequential exocytosis of insulin granules is associated with redistribution ofSNAP25. J Cell Biol; 2004.165(2): p. 255-62.

63. Yajima, H., et al., Cerulenin, an inhibitor of protein acylation, selectively attenuates nutrient stimulation of insulin release: a study in rat pancreatic islets. Diabetes, 2000. 49(5): p. 712-7.

64. Cheng, H., S.G. Straub, and G.W. Sharp, Protein acylation in the inhibition of insulin secretion by norepinephrine, somatostatin, galanin, and PGE2. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2003. 285(2): p. E287-94.

65. Straub, S.G. and G.W. Sharp, Inhibition of insulin secretion by cerulenin might be due to impaired glucose metabolism. Diabetes Metab Res Rev, 2007. 23(2): p. 146-51.

66. Gromada, J., J J. Hoist, and P. Rorsman, Cellular regulation of islet hormone secretion by the incretin hormone glucagon-like peptide 1. Pflugers Arch, 1998. 435(5): p. 583-94.

67. MacDonald, P.E., et al., The multiple actions ofGLP-1 on the process of glucose-stimulated insulin secretion. Diabetes, 2002. 51 Suppl 3: p. S434-42.

68. Zawalich, W.S. and H". Rasmussen, Control of insulin secretion: a model involving Ca2+, cAMP and diacylglycerol. Mol Cell Endocrinol, 1990. 70(2): p. 119-37.

69. McClenaghan, N.H., P.R. Flatt, and A .J. Ball, Actions of glucagon-like peptide-1 on KATP channel-dependent and -independent effects of glucose, sulphonylureas and nateglinide. J Endocrinol, 2006.190(3): p. 889-96.

70. Holz, G.G., Epac: A new cAMP-binding protein in support of glucagon-like peptide-1 receptor-mediated signal transduction in the pancreatic beta-cell. Diabetes, 2004. 53(1): p. 5-13.

71. Holz, G.G., New insights concerning the glucose-dependent insulin secretagogue action of glucagon-like peptide-1 in pancreatic beta-cells. Horm Metab Res, 2004. 36(11-12): p. 787-94.

72. Akiba, S. and T. Sato, Cellular function of calcium-independent phospholipase A2. Biol Pharm Bull, 2004. 27(8): p. 1174-8.

73. Ramanadham, S., et al., Islet complex lipids: involvement in the actions of group VIA calcium-independent phospholipase A(2) in beta-cells. Diabetes, 2004. 53 Suppl 1: p. S179-85.

74. Chakraborti, S., Phospholipase A(2) isoforms: a perspective. Cell Signal, 2003. 15(7): p: 637-65.

75. Balsinde, J., M.V. Winstead, and E.A. Dennis, Phospholipase A(2) regulation of arachidonic acid mobilization. FEBS Lett, 2002. 531(1): p. 2-6.

76. Wolf, B.A., S.M. Pasquale, and J. Turk, Free fatty acid accumulation in secretagogue-stimulated pancreatic islets and effects of arachidonate on depolarization-induced insulin sécrétion. Biochemistry,,1991. 30(26): p. 6372-9.

77. Guenifi, A., et al., Carbachol restores insulin release in diabetic GK rat islets by mechanisms largely involving hydrolysis of diacylglycerol and direct interaction with the exocytotic machinery. Pancreas, 2001. 22(2): p. 164-71.

78. Metz, S.A., Exogenous arachidonic acid promotes insulin release from intact or permeabilized rat islets by dual mechanisms. Putative activation of Ca2+ mobilization and protein kinase C. Diabetes, 1988. 37(11): p. 1453-69.

79. Knutson, K.L. and M. Hoenig, Regulation of distinct pools of protein kinase C delta in beta cells. J Cell Biochem, 1996. 60(1): p. 130-8.

80. Persaud, S.J., et al., The role of arachidonic acid and its metabolites in insulin secretion from human islets of langerhans. Diabetes, 2007. 56(1): p. 197-203.

81. Efendic, S., et al., Two generations of insulinotropic imidazoline compounds. Diabetes, 2002. 51 Suppl 3: p. S448-54.

82. Sharoyko, V.V., et al., Arachidonic acid signaling is involved in the mechanism of imidazoline-induced KATP channel-independent stimulation of insulin secretion. Cell Mol Life Sci, 2007. 64(22): p. 2985-93.

83. Gembal, M., P. Gilon, and J.C. Henquin, Evidence that glucose can control insulin release independently from its action on ATP-sensitive K+ channels in mouse B cells. J Clin Invest, 1992. 89(4): p. 1288-95.

84. Sekine, N., et al., Low lactate dehydrogenase and high mitochondrial glycerol phosphate dehydrogenase in pancreatic beta-cells. Potential role in nutrient sensing. J Biol Chem, 1994. 269(7): p. 4895-902.

85. Malmgren, S., et al., Tight coupling between glucose and mitochondrial metabolism in clonal beta-cells is required for robust insulin secretion. J Biol Chem; 2009: 284(47): p. 32395-404.

86. Farfari, S., et al., Glucose-regulated anaplerosis and cataplerosis in pancreatic beta-cells: possible implication of a pyruvate/citrate shuttle in insulin secretion. Diabetes, 2000. 49(5): p. 718-26.

87. Fransson; U., et al., Anaplerosis via pyruvate carboxylase is required for the fuel-induced rise in the ATP:ADP ratio in rat pancreatic islets. Diabetologia, 2006. 49(7): p. 1578-86.

88. Lu, D., et al., 13C NMR isotopomer analysis reveals a connection between pyruvate cycling and glucose-stimulated-insulin secretion (GSIS). Proc Natl* Acad Sci USA, 2002. 99(5): p. 2708-13.

89. Jensen, M.V., et al., Compensatory responses to pyruvate carboxylase suppression in islet beta-cells. Preservation of glucose-stimulated insulin secretion. J Biol Chem, 2006. 281(31): p. 22342-51.

90. Hasan, N.M., et al., Impaired anaplerosis and insulin secretion in insulinoma cells caused by small interfering RNA-mediated suppression of pyruvate carboxylase. J Biol Chem, 2008. 283(42): p. 28048-59.

91. Liu, Y.Q., T.L. Jetton, and J.L. Leahy, beta-Cell adaptation to insulin resistance. Increased pyruvate carboxylase and malate-pyruvate shuttle activity in islets of nondiabetic Zucker fatty rats. J Biol Chem, 2002: 277(42): p. 39163-8.

92. Sugden, M.C. and M.J. Holness, Recent advances in mechanisms regulating glucose oxidation at the level of the pyruvate dehydrogenase complex by PDKs. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2003. 284(5): p. E855-62.

93. Sugden, M.C. andM.J. Holness, Therapeutic potential of the mammalian pyruvate dehydrogenase kinases in the prevention of hyperglycaemia. Curr Drug Targets Immune Endocr Metabol Disord, 2002. 2(2): p. 151-65.

94. Gudi, R., et al., Diversity of the pyruvate dehydrogenase kinase gene family in humans. J Biol Chem, 1995. 270(48): p. 28989-94.

95. Rowles, J., et al., Cloning and characterization ofPDK4 on 7q21.3 encoding a fourth pyruvate dehydrogenase kinase isoenzyme in human. J Biol Chem, 1996. 271(37): p. 22376-82.

96. Xu, J., et al., Regulation ofPDK mRNA by high fatty acid and glucose in pancreatic islets. Biochem Biophys Res Commun, 2006. 344(3): p. 827-33.

97. Cline, G.W., et al., 13C NMR isotopomer analysis of anapleroticpathways in INS-1 cells. J Biol Chem, 2004. 279(43): p. 44370-5.

98. Zhou, Y.P., et al., Deficiency of pyruvate dehydrogenase activity in pancreatic islets of diabetic GK rats. Endocrinology, 1995.136(8): p. 3546-51.

99. Zhou, Y.P., P.'Os Berggren, andV. Grill, At fatty acid-induced decrease in pyruvate dehydrogenase activity is an important determinant of beta-cell dysfunction in the obese diabetic db/db mouse. Diabetes, 1996. 45(5): p. 580-6.

100. Goto, Y., I. Nonaka, and S. Horai, A mutation in the tRNA(Leu)(UUR) gene associated with the MELAS subgroup of mitochondrial encephalomyopathies. Nature, 1990. 348(6302): p. 651-3.

101. Silva, J.P., et al., Impaired insulin secretion and beta-cell loss in tissue-specific knockout mice with mitochondrial diabetes. Nat Genet, 2000. 26(3): p. 336-40.

102. Ek, J., et al., Mutation analysis of peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1 (PGC-1) and relationships of identified amino acid polymorphisms to Type II diabetes mellitus. Diabetologia, 2001. 44(12): p. 22206.

103. Ling, C., et al., Epigenetic regulation of PPARGG1A in human type 2 diabetic islets and effect on insulin secretion. Diabetologia, 2008. 51(4): p. 615-22.

104. Ling, C., et al., Genetic and epigenetic factors are associated with expression of respiratory chain component NDUFB6 in human skeletal muscle. J Clin Invest, 2007.117(11): p. 3427-35.

105. Mootha, V.K., et al., PGC-1 alpha-responsive genes involved in oxidative phosphorylation are coordinately downregulated in human diabetes. Nat Genet, 2003. 34(3): p. 267-73.

106. Patti, M:E., et al., Coordinated reduction of genes of oxidative metabolism in humans with insulin-resistance and diabetes: Potential role ofPGCl and NRF1. Proc Natl Acad Sei USA, 2003.100(14): p. 8466-71.

107. Ronn, T., et al., Age influences DNA methylation and gene expression ofCOX7Al in human skeletal muscle. Diabetologia, 2008. 51(7): p. 1159-68.

108. Ronn, T., et al., Genetic variation in ATPSO is associated with skeletal muscle ATP50 mRNA expression and glucose uptake in young twins. PLoS One, 2009. 4(3): p. e4793.

109. Scarpulla, R.C., Transcriptional paradigms in mammalian mitochondrial biogenesis and function. Physiol Rev, 2008. 88(2): p. 611-38.

110. Falkenberg, M., et al., Mitochondrial transcription factors B1 and B2 activate transcription of human mtDNA. Nat Genet, 2002. 31(3): p. 289-94.

111. Litonin; D., et al., Human mitochondrial transcription revisited: only TFAM and TFB2M are required for transcription of the mitochondrial genes in vitro. J Biol Chem. 285(24): p. 18129-33.

112. Metodiev, M:D., et al., Methylation of 12S rRNA is necessary for in vivo stability of the small subunit of the mammalian mitochondrial ribosome. Cell Metab, 2009. 9(4): p. 386-97.

113. Sologub, M., et al., TFB2 is a transient component of the catalytic site of the human mitochondrial RNA polymerase. Cell, 2009.139(5): p. 934-44.

114. Wang, G.L., et al., Hypoxia-inducible factor 1 is a basic-helix-loop-helix-PAS heterodimer regulated by cellular 02 tension. Proc Natl Acad Sei USA, 1995. 92(12): p. 5510-4.

115. Jiang, B.H., et al., Dimerization, DNA binding, and transactivation properties of hypoxia-inducible factor I. J Biol Chem, 1996. 271(30): p. 17771-8'.

116. Forsythe, J.A., et al., Activation of vascular endothelial growth factor gene transcription by hypoxia-inducible factor I. Mol CellBiol, 1996.16(9): p. 460413.137138,139,140,141142,143,144,145;146.147.148,149.150.151.

117. Epstein, A.C., et al., C. elegans EGL-9 and mammalian homologs define a family of dioxygenases that regulate HIF by prolyl hydroxylation. Cell, 2001.107(1): p. 43-54.

118. Haddad, J.J. and S.C. Land, A non-hypoxic, ROS-sensitive pathway mediates TNF-alpha-dependent regulation of HIF-1 alpha. FEBS Lett, 2001. 505(2): p. 269-74.

119. Efendic, S., E. Cerasi, and R. Luft, Effect of phentolamine andpreperfusion with glucose on insulin release from the isolated perfused pancreas from fasted and fed rats. Diabetologia, 1975.11(5): p. 407-10.

120. Ostenson, C.G., et al., Alpha-adrenoceptors and insulin release from pancreatic islets of normal and diabetic rats. Am J Physiol, 1989. 257(3 Pt 1): p. E439-43.

121. Ostenson, C.G., et al., Alpha 2-adrenoceptor blockade does not enhance glucose-induced insulin release in normal subjects or patients with noninsulin-dependent diabetes. J Clin Endocrinol Metab, 1988. 67(5): p. 1054-9.

122. Schulz, A. and A. Hasselblatt, Dual action of Clonidine on insulin release: suppression, but stimulation when alpha 2-adrenoceptors are blocked. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol, 1989. 340(6): p. 712-4.

123. Schulz, A. and A. Hasselblatt, An insulin-releasing property of imidazoline derivatives is not limited to compounds that block alpha-adrenoceptors. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol, 1989: 340(3): p. 321-7.

124. Chan, S.L., Role of alpha 2-adrenoceptors and imidazoline-binding sites in the control of insulin secretion. Clin Sci(Lond), 1993: 85(6): p. 671-7.

125. Chan, S.L., et al., The imidazoline site involved in control of insulin secretion: characteristics that distinguish it from 11- and 12-sites. Br J Pharmacol, 1994. 112(4): p. 1065-70.

126. Jonas, J.C., T.D. Plant, and J:C. Henquin; Imidazoline antagonists of alpha 2-adrenoceptors increase insulin release in vitro by inhibiting ATP-sensitive K+ channels in pancreatic beta-cells. Br P Pharmacol; .1992.107(1): p. 8^14.

127. Proks, P. and F.M. Ashcroft, Phentolamine block ofKATP channels is mediated by Kir6.2. Proc Natl AcadSci USA, 1997. 94(21): p: 11716-20.

128. Chan, S:L., et al., The alpha 2-adrenoceptor antagonist efaroxan modulates K+ATP channels in insulin-secreting cells. Eur J Pharmacol, 1991. 204(1): p. 418.

129. Rustenbeck, I., et al., Imidazoline/guanidinium binding sites and their relation to inhibition ofK(ATP) channels in pancreatic B-cells. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol; 1997. 356(3): p. 410-7.

130. Zaitsev, S.V., et al., Imidazoline compounds stimulate insulin release by inhibition ofK(ATP) channels and interaction with the exocytotic machinery. Diabetes, 1996. 45(11): p. 1610-8.

131. Efanov, A.M., et al., Signaling and sites of interaction for RX-871024 and sulfonylurea in the stimulation of insulin release. Am J Physiol, 1998. 274(4 Pt 1): p. E751-7.

132. Eliasson, L., et al., PKC-dependent stimulation of exocytosis by sulfonylureas in pancreatic beta cells. Science, 1996. 271(5250): p. 813-5.r

133. Chan, S.L., et al., Identification of the monomeric G-protein, Rhes, as an efaroxan-regulated protein in the pancreatic beta-cell. Br J Pharmacol, 2002. 136(1): p. 31-6.

134. Olmos, G., J. Ribera, and J. A. Garcia-Sevilla, Imidazoli(di)ne compounds interact with the phencyclidine site ofNMDA receptors in the rat brain. Eur J Pharmacol,1996. 310(2-3): p. 273-6.

135. Chan, S.L., et al., Evidence that the ability of imidazoline compounds to stimulate insulin secretion is not due to interaction with sigma receptors. Eur J Pharmacol,1997. 323(2-3): p. 241-4.

136. Yoon, J.W. and H:S. Jun, Cellular and molecular pathogenic mechanisms of insulin-dependent diabetes mellitus. Ann N Y Acad Sci, 2001. 928: p. 200-11.

137. Mauricio, D. andT. Mandrup-Poulsen, Apoptosis and the pathogenesis oflDDM: a question of life and death. Diabetes, 1998. 47(10): p. 1537-43.

138. Maedler, K., et al., Glucose-induced beta cell production oflL-lbeta contributes to glucotoxicity in human pancreatic islets. J Clin Invest, 2002.110(6): p. 851-60.

139. Corbett, JiA., et al., Nitric oxide mediates cytokine-induced inhibition of insulin secretion by human islets of Langerhans. Proc Natl Acad Sci USA, 1993. 90(5): p. 1731-5.

140. Chong, M.M., H.E. Thomas, and T.W. Kay, Suppressor of cytokine signaling-1 regulates the sensitivity of pancreatic beta cells to tumor necrosis factor. J Biol Chem, 2002. 277(31): p. 27945-52.

141. Hoorens, A., et al., Distinction between interleukin-1-induced necrosis and apoptosis of islet cells. Diabetes, 2001. 50(3): p. 551-7.

142. Wu, J J., et al., Cytokine-induced metabolic dysfunction ofMIN6 beta cells is nitric oxide independent. J Surg Res, 2001.101(2): p. 190-5.

143. Dupraz, P., et al., Dominant negative MyD88 proteins inhibit interleukin-1 beta /interferon-gamma -mediated induction of nuclear factor kappa B-dependent nitrite production and apoptosis in beta cells. J Biol Chem, 2000. 275(48): p. 37672-8.

144. Saldeen, J., Cytokines induce both necrosis and apoptosis via a cotnmon Bcl-2-inhibitable pathway in rat insulin-producing cells. Endocrinology, 2000.141(6): p. 2003-10.

145. Cetkovic-Cvrlje, M. and D.L. Eizirik, TNF-alpha and IFN-gamma potentiate the deleterious effects ofIL-1 beta on mouse pancreatic islets mainly via generation of nitric oxide. Cytokine, 1994. 6(4): p. 399-406.

146. Piro, S., et al., Bovine islets are less susceptible than human islets to damage by human cytokines. Transplantation, 2001. 71(1): p. 21-6.

147. Hadjivassiliou, V., et al., Insulin secretion, DNA damage, and apoptosis in human and rat islets of Langerhans following exposure to nitric oxide, peroxynitrite, and cytokines. Nitric Oxide, 1998. 2(6): p. 429-41.

148. Zaitsev, S.V., et al., Imidazoline compounds protect against interleukin lbeta-induced beta-cell apoptosis. Diabetes, 2001. 50 Suppl 1: p. S70-6.

149. Van de Casteele, M., et al., Specific expression ofBax-omega in pancreatic beta-cells is down-regulated by cytokines before the onset of apoptosis. Endocrinology, 2002.143(1): p. 320-6.

150. Zumsteg, U., S. Frigerio, and G.A. Hollander, Nitric oxide production and Fas surface expression mediate two independent pathways of cytokine-induced murine beta-cell damage. Diabetes, 2000. 49(1): p. 39-47.

151. Delaney, C.A., et al., Cytokines induce deoxyribonucleic acid strand breaks and apoptosis in human pancreatic islet cells. Endocrinology, 1997.138(6): p. 26104.

152. Liu, D., et al., Cytokines induce apoptosis in beta-cells isolated from mice lacking the inducible isoform of nitric oxide synthase (iNOS-/-). Diabetes, 2000. 49(7): p. 1116-22.

153. Berlin, I., et al., Reduction of hyperglycemia after oral glucose load by the new alpha 2-adrenergic receptor antagonist SL 84.0418 in healthy subjects. Clin Pharmacol Ther, 1994. 55(3): p. 338-45:

154. Cui, X., et al., Akt Signals Upstream ofL-Type Calcium Channels to Optimize Insulin Secretion. Pancreas, 2011.

155. Cechin, S.R., et al., Anti-Inflammatory Properties ofExenatide in Human Pancreatic Islets. Cell Transplant, 2011.

156. Wijesekara, N., et al., Adiponectin-induced ERK and Akt phosphorylation protects against pancreatic beta cell apoptosis and increases insulin gene expression and secretion. J Biol Chem, 2010. 285(44): p. 33623-31.

157. Widenmaier, S.B., et al., Noncanonical activation of Akt/protein kinase B in {betaj-cells by the incretin hormone glucose-dependent insulinotropic polypeptide. J Biol Chem, 2009. 284(16): p. 10764-73.

158. Wang, H., et al., EGF regulates survivin stability through the Raf-l/ERKpathway in insulin-secreting pancreatic beta-cells. BMC Mol Biol, 2010.11: p. 66.

159. Mori, H., et al., Suppression ofSOCS3 expression in the pancreatic beta-cell leads to resistance to type 1 diabetes. Biochem Biophys Res Commun, 2007. 359(4): p. 952-8.

160. Bellido-Martin, L. and P.G. de Frutos, Vitamin K-dependent actions of Gas6. VitamHorm, 2008. 78: p. 185-209.

161. Huang, M., et al., Structural basis of membrane binding by Gla domains of vitamin K-dependent proteins. Nat Struct Biol, 2003.10(9): p. 751-6.

162. Stenflo, J., et al., Vitamin K dependent modifications of glutamic acid residues in prothrombin. Proc Natl Acad Sci USA, 1974. 71(7): p. 2730-3.

163. Balogh, I., et al., Analysis ofGas6 in human platelets and plasma. Arterioscler Thromb Vase Biol, 2005. 25(6): p. 1280-6.

164. Cavet, M.E., et al., Gas6-axl receptor signaling is regulated by glucose in vascular smooth muscle cells. Arterioscler Thromb Vase Biol, 2008. 28(5): p;886.91, /

165. Chen, J., K. Carey, and P.J. Godowski, Identification of Gas6 as a ligand for Mer, a neural cell adhesion molecule related receptor tyrosine kinase implicated in cellular transformation. Oncogene, 1997.14(17): p. 2033-9.

166. Nagata, K., et al., Identification of the product of growth arrest-specific gene 6 as a common ligand for Axl, Sky, and Mer receptor tyrosine kinases. J Biol Chem, 1996. 271(47): p. 30022-7.

167. Fisher, P.W., et alA novel site contributing to growth-arrest-specific gene 6 binding to its receptors as revealed by a human monoclonal antibody. Biochem J, 2005. 387(Pt3):p. 727-35.

168. Hafizi, S . and B ; Dahlback, Gas6 and protein S: Vitamin K-dependent ligandsfor the Axl receptor tyrosine kinase subfamily. FEBS J, 2006. 273(23): p. 5231-44.

169. Melaragno, M.G., Y.W. Fridell, and B.C. Berk, The Gas6/Axl system: a novel regulator of vascular cell function. Trends Cardiovasc Med, 1999. 9(8): p. 250-3.

170. Shankar, S.L., et al., The growth arrest-specific gene product Gas6 promotes the survival of human oligodendrocytes via a phosphatidylinositol3-kinase-dependent pathway. J Neurosci, 2003; 23(10): p. 4208-18:

171. Lemke, G. and C.V. Rothlin, Immunobiology of the TAM receptors.- Nat Rev Immunol, 2008. 8(5): p. 327-36. ; '

172. Augustine; K.A., et al., Noninsulin-dependent diabetes mellitus occurs in mice ectopically expressing the human Axl tyrosine kinase receptor. J Cell Physiol, 1999.181(3): p. 433-47.

173. Maquoi, E., et al., Role ofGas-6 in adipogenesis and nutritionally induced adipose tissue development in mice. Arterioscler Thromb Vase Biol, 2005. 25(5): p. 1002-7.

174. Saxena, R., et al., Genome-wide association analysis identifies loci for type 2 diabetes and triglyceride levels. Science, 2007. 316(5829): p. 1331-6.

175. Eriksson, J.G., et al., Patterns of growth among children who later develop type 2 diabetes or its risk factors. Diabetologia, 2006. 49(12): p. 2853-8.

176. Stancakova, A., et al., Changes in insulin sensitivity and insulin release in relation to glycemia and glucose tolerance in 6,414 Finnish men. Diabetes, 2009. 58(5): p. 1212-21.

177. Lyssenko, V., The transcription factor 7-like 2 gene and increased risk of type 2 diabetes: an update. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 2008.11(4): p. 385-92.

178. Berglund, G., et al., Long-term outcome of the Malmo preventive project: mortality and cardiovascular morbidity. J Intern Med, 2000. 247(1): p. 19-29:

179. Lyssenko, V., et al., Clinical risk factors, DNA variants, and the development of type 2 diabetes. N Engl J Med, 2008. 359(21): p. 2220-32.

180. Poulsen, P., et al., Age-dependent impact of zygosity and birth weight on insulin secretion and insulin action in twins. Diabetologia, 2002. 45(12): p. 1649-57.

181. Postic, C., et al., Dual roles for glucokinase in glucose homeostasis as determined by liver and pancreatic beta cell-specific gene knock-outs using Cre recombinase. J Biol Chem, 1999. 274(1): p. 305-15.

182. Fex, M., et al., Rat insulin promoter 2-Cre recombinase mice bred onto a pure C57BU6J background exhibit unaltered glucose tolerance. J4Endocrinol, 2007. 194(3): p. 551-5.

183. Lacy, P.E. 'and M. Kostianovsky, Method for the isolation of intact islets of Langerhans from the rat pancreas. Diabetes, 1967.16(1): p. 35-9.

184. Sharoyko, V.V., et al., Monomeric G-protein, Rhes, is not an imidazoline-regulated protein in pancreatic beta-cells. Biochem Biophys Res Commun, 2005. 338(3): p. 1455-9.

185. Lernmark, A., The preparation of and studies on, free cell suspensions from mouse pancreatic islets. Diabetologia, 1974.10(5): p. 431-8.

186. Simonsson, E., S. Karlsson, and B. Ahren, Ca2+-independentphospholipase A2 contributes to the insulinotropic action of cholecystokinin-8 in rat islets: dissociation from the mechanism ofcarbachol. Diabetes, 1998. 47(9): p. 1436-43.

187. Rabilloud, T., Mitochondrial proteomics : analysis of a whole mitochondrial extract with two-dimensional electrophoresis. Methods Mol Biol, 2008. 432: p. 83-100.

188. Szuhai, K., et al., Simultaneous A8344G heteroplasmy and mitochondrial DNA copy number quantification in myoclonus epilepsy and ragged-red fibers

189. MERRF) syndrome by a multiplex molecular beacon based real-time fluorescence PCR. Nucleic Acids Res, 2001. 29(3): p. E13.

190. Laemmli, U.K., Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 1970. 227(5259): p. 680-5.

191. Jagerbrink, T., et al., Differential protein expression in pancreatic islets after treatment with an imidazoline compound. Cell Mol Life Sci, 2007. 64(10): p. 1310-6.

192. Krus, U., et al., Pyruvate dehydrogenase kinase 1 controls mitochondrial metabolism and insulin secretion in INS-1 832/13 clonal beta-cells. Biochem J, 2010. 429(1): p. 205-13.

193. Hirose, H., et al., Defective fatty acid-mediated beta-cell compensation in Zucker diabetic fatty rats. Pathogenic implications for obesity-dependent diabetes. JjBiol Chem, 1996. 271(10): p. 5633-7.

194. Kozma, L., et al., The ras signaling pathway mimics insulin action on glucose transporter translocation. Proc Natl Acad Sci USA, 1993. 90(10): p. 4460-4.

195. Malaisse, W.J., et al., 3-O-methyl-D-glucose transport in tumoral insulin-producing cells. Am J Physiol, 1986. 251(6 Pt 1): p. C841-6.

196. Birch-Machin, M'.A. and D.M. Turnbull, Assaying mitochondrial respiratory complex activity in mitochondria isolated from human cells and tissues. Methods Cell Biol, 2001. 65: p. 97-117.

197. Zeqiraj, E., et al., ATP and M025alpha regulate the conformational state of the STRADalpha pseudokinase and activation of the LKB1 tumour suppressor. PLoS Biol, 2009. 7(6): p. el000126.

198. Wibom, R., L. Hagenfeldt, andU. vonDobeln, Measurement of ATP production and respiratory chain enzyme activities in mitochondria isolated from small muscle biopsy samples. Anal Biochem, 2002. 311(2): p. 139-51.

199. Zaitseva, II, et al., RX871024 reduces NO production but does not protect against pancreatic beta-cell death induced by proinflammatory cytokines. Biochem Biophys Res Commun, 2006. 347(4): p. 1121-8.

200. Zaitseva, II, et al., Suppressor of cytokine signaling-1 inhibits caspase activation and protects from cytokine-induced beta cell death. Cell Mol Life Sci, 2009. 66(23): p. 3787-95.

201. Jeppsson, J.O., et al., Approved IFCC reference method for the measurement of HbAlc in human blood. Clin Chem Lab Med, 2002. 40(1): p. 78-89.

202. Matsuda, M. and R.A. DeFronzo, Insulin sensitivity indices obtained from oral glucose tolerance testing: comparison with the euglycemic insulin clamp. Diabetes Care, 1999:22(9): p. 1462-70:

203. Hanson, R.L., et al., Evaluation of simple indices of insulin sensitivity and insulin secretion for use in epidemiologic studies. Am J Epidemiol, 2000.151(2): p. 1908.

204. Montanya, E. and N. Tellez, Pancreatic remodeling: beta-cell apoptosis, proliferation and neogenesis, and the measurement of beta-cell mass and of individual beta-cell size. Methods Mol Biol, 2009. 560: p. 137-58.

205. Suzuki, K., et al., A method for estimating number and mass of islets transplanted within a membrane device. Cell Transplant, 1996. 5(6): p. 613-25.

206. Nitert, M.D., et al., CaV1.2 rather than GaV1.3 is coupled to glucose-stimulated insulin secretion in INS-1 832/13 cells. J Mol Endocrinol, 2008. 41(1): p. 1-11.

207. Hohmeier, H.E.; et al., Isolation of INS-1-derived cell lines with robust ATP-sensitive K+ channel-dependent and -independent glucose-stimulated insulin secretion. Diabetes, 2000. 49(3): p, 424-30.

208. Minami, K., et al., Insulinsecretion and differentialgene expressionin glucose-responsive and -unresponsive MIN6 sublines. AmJPhysiolEndocrinolMetab, 2000. 279(4): p. E773-81.

209. Eto, K., et al., Role ofNADH shuttle system in glucose-induced activation of mitochondrial metabolism and insulin secretion. Science, 1999. 283(5404): p. 981-5.

210. Koukourakis, M.I., et al., Pyruvate dehydrogenase andpyruvate dehydrogenase kinase expression in поп small cell lung cancer and tumor-associated stroma. Neoplasia, 2005. 7(1): p. 1-6. • .,'

211. Nicholls, D;G^ Mitochondrial membrane potential and,aging. Aging Cell; 2004.-3(1): p. 35-40.249; Warburg, O:, On the origin of cancer cells. Science, 1956. 123(3191):. p. 309-14.

212. Gribble, F.M., Intolerant of glucose and gasping for oxygen. Nat Med;: 2009; 15(3): p. 247-9;

213. Ishihara, Hi, et al., Overexpressionofmonocarboxylate transporter and lactatedehydrogenase alters insulin secretory responses to pyruvate and lactate in beta cells. J Clin Invest, 1999.104(11): p. 1621-9.

214. Zhao, C. and G.A. Rutter, Over expression of lactate dehydrogenase A attenuates glucose-induced insulin secretion in stable MIN-6 beta-cell lines. FEBS Lett, 1998. 430(3): p: 213-6. .

215. В. Шаройко, ЪЗИ.^Экспрессня некоторых генов энергетического метаболизма, в панкреатических островках человека коррелирует с уровнемгликозипированного гемоглобина. Дальневосточный медицинский журнал., 2009(4): р. 32-37.

216. Salpeter, S.J., et al., Glucose and aging control the quiescence period that follows pancreatic beta cell replication. Development, 2010.137(19): p. 3205-13.

217. Blanchet, E., et al., E2F transcription facto r-1 regulates oxidative metabolism. Nat Cell Biol, 2011.

218. Blondel, O., et al., Creation of an inositol 1,4,5-trisphosphate-sensitive Ga2+ store in secretory granules of insulin-producing cells. J Biol Chem, 1994. 269(44): p. 27167-70.

219. Wang, C., et al., Glucose inhibits GABArelease by pancreatic beta-cells through an increase in GABA shunt activity. AmJJPhysiolEndöcrinollMetab; 2006. 290(3): p. E494-9.

220. Bailey, S.J., M.A. Ravier, and;G.A. Rutter, Glucose-dependent regulation of gamma-aminobutyric acid (GABA A) receptor expression in mouse pancreatic islet alpha-cells. Diabetes, 2007. 56(2): p. 320-7.

221. Ligon, B;, et al., Regulation of pancreatic islet cell survival and replication by gamma-aminobutyric aaV/.Diabetologia, 2007. 50(4): p. 764-73.264. . Mole, D.R., et al., 2-oxoglutarate analogue inhibitors of HIE prolyl hydroxylase.

222. Bioorg Med Chem Lett, 2003.13(16): p: 2677-80.265; MacKenzie, E.D., et alt, Cell-permeating alpha-ketoglütarate derivatives alleviate pseudohypoxia in succinate dehydrogenase-deficientcells. Mol Cell Biol, 2007. 27(9): p. 3282-9.

223. Metz, S.A., J.B. Halter, and R.P. Robertson, Paradoxical inhibition of insulin secretion by glucose in human diabetes mellitus. J Clin Endocrinol Metab, 1979: 48(5): p. 827-35.

224. Portha, B., et al., Beta-cell insensitivity to glucose in the GK rat, a spontaneous nonobese model for type II.diabetes. Diabetes, 1991. 40(4): p. 486-91.

225. Ohneda, Mi, et al., GLUT2 expression andfunction in beta-cells of GK.rats with NIDDMi Dissociation between reductions in glucose transport and glucose-stimulated insulin secretion. Diabetes, 1993. 42(7): p. 1065-72.

226. Ostenson, C.G., A. Khan, and^^Si Efendic, Impaired glucose-induced insulin secretion: studies.in animal models with spontaneous NIDDM. Adv Exp Med Biol, 1993.334: p. 1-11.

227. Tsuura, Y., et al., Glucose sensitivity of ATP-sensitive K+ channels is impaired in beta-cells of the GK rat. A new genetic model ofNIDDM. Diabetes, 1993. 42(10): p. 1446-53.

228. Fernandez-Alvarez, J., et al., Enzymatic, metabolic and secretory patterns in human islets of type 2 (non-insulin-dependent) diabetic patients. Diabétologia, 1994. 37(2): p. 177-81.

229. MacDonald, M.J., J. Tang, and K.S. Polonsky, Low mitochondrial glycerol phosphate dehydrogenase and pyruvate carboxylase in pancreatic islets of Zucker diabetic fatty rats. Diabetes, 1996. 45(11): p. 1626-30.

230. Ling, Z.C., etGlucose metabolism in Goto-Kakizaki rat islets. Endocrinology, 1998.139(6): p. 2670-5.

231. Giroix, M:H., C. Saulnier, and B: "Porth^Decreasedpancreatic islet response to L-leucine in the spontaneously diabetic GK rat: enzymatic, metabolic and secretory data. Diabétologia, 1999. 42(8): p. 965-77.

232. Gunton, J.E., et al., Loss of ARNT/HIFÏbetà mediates altered gene expression and pancreatic-islet dysfunction in Human type 2 diabetes. Cell, 2005.122(3): p. 33749. y

233. Watkins, D:T. and M. Moore, Uptake ofNADPH by islet secretion granule membranes. Endocrinology, 1977.100(5): p. 1461-7.

234. Pongratz, R.L., et al'., Gytosolic and mitochondrial malic enzyme isoformsdifferentially control insulin secretion. JCBioBCKem; 2007. 282(1): p. 200-7.

235. Thorsness, P.E. and D.E. Koshland, Jr., Inactivation of isocitrate dehydrogenase by phosphorylation is mediated by the negative charge of the phosphate. J Biol Chem, 1987. 262(22): p. 10422-5.

236. Patterson, G.H., et al., Separation of the glucose-stimulated cytoplasmic and mitochondrial NAD(P)H responses in pancreatic islet beta cells. Proc Natl Acad Sci U S A, 2000. 97(10): p. 5203-7.

237. MacDonald, M.J., Estimates of glycolysis, pyruvate (decarboxylation, pentose phosphate pathway, and methyl succinate metabolism in incapacitated pancreatic islets. Arch Biochem Biophys, 1993. 305(2): p. 205-14.

238. Ammon, H.P. and J. Steinke, 6-Amnionicotinamide (6-AN) as a diabetogenic agent. In vitro and in vivo studies in the rat. Diabetes, 1972. 21(3): p. 143-8.

239. Bender, K., et al., Over expression of the malate-aspartate NADH shuttle member Aralarl in the clonal beta-cell line BRIN-BD11 enhances amino-acid-stimulated insulin secretion and cell metabolism. Clin Sci (Lond), 2009.117(9): p. 321-30.

240. Odegaard, M.L., et al., The mitochondrial 2-oxoglutarate carrier is part of a metabolic pathway that mediates glucose- and glutamine-stimulated insulin secretion. J Biol Chem, 2010. 285(22): p. 16530-7.

241. Rubi, В., et al., The malate-aspartate NADH shuttle member Aralarl determines glucose metabolic fate, mitochondrial activity, and insulin secretion in beta cells. J Biol Chem, 2004. 279(53): p. 55659-66.

242. Майоров, Состояние инсулинорезистентности в эволюции сахарного диабета 2 типа. Автореферат дисс. на соискание уч. ст. док.-ра мед.наук, 2007(Москва): р. 59.

243. Korotchkina, L.G. and M.S. Patel, Site specificity of four pyruvate dehydrogenase kinase isoenzymes toward the three phosphorylation sites of human pyruvate dehydrogenase. J Biol Chem, 2001. 276(40): p. 37223-9.

244. Wu, P., et al., Starvation and diabetes increase the amount of pyruvate dehydrogenase kinase isoenzyme 4 in rat heart. Biochem J, 1998. 329 ( Pt 1): p. 197-201.

245. Spriet, L.L., et al., Pyruvate dehydrogenase activation and kinase expression in human skeletal muscle during fasting. J Appl Physiol, 2004. 96(6): p. 2082-7.

246. Bowker-Kinley, M.M., et al., Evidence for existence of tissue-specific regulation of the mammalian pyruvate dehydrogenase complex. Biochem J, 1998. 329 ( Pt 1): p. 191-6.

247. В. Шаройко, E.JI., E. Чуркина, В. Чуркин. , Физиолого-биохимические механизмы инсулин-секреторной дисфункции ¡З-клеток островков поджелудочной железы. Медицинский академический журнал., 2010. 5(10): р. 69.

248. Chomyn, A., Mitochondrial genetic control of assembly and junction of complex I in mammalian cells. J Bioenerg Biomembr, 2001. 33(3): p. 251-7.

249. Perales-Clemente, E., et al., Five entry points of the mitochondrially encoded subunits in mammalian complex I assembly. Mol Cell Biol. 30(12): p. 3038-47.300301302303304305306307308309310,311.312,313.314.315,

250. Kelley, D.E., et al., Dysfunction of mitochondria in human skeletal in type2 diabetes. Diabetes, 2002. 51(10): p. 2944-50.

251. Zeggini, E., et al., Meta-analysis of genome-wide association data an<z£ large-scale replication identifies additional susceptibility loci for type 2 diabetes. ZESJat Genet, 2008. 40(5): p. 638-45.

252. Miyashita, A., et al., Genetic association ofCTNNA3 with late-onset A^Xzheimer'sdisease infernales. Hum-Mol Genet, 2007.16(23): p. 2854-69.

253. Rimol, L.M., et al'., Sex-dependent association of common variants ofmicrocephaly genes with brain structure. Proc Natl Acad Sei USA, 20 XO.107(1): p. 384-8.

254. Joyner, A.H., et al., A common MECP2 haplotype associates with redtscc^^d. cortical surface area in humans in two independent populations. Proc 2>3atl Acad Sei USA, 2009.106(36): p. 15483-8.

255. Galimberti, D., et al., Gender-specific influence of the chromosome 1(5 ¿^Hemokme gene cluster on the susceptibility to Multiple Sclerosis. J>Neurol Sei, 2008. 267(1-2): p. 86-90:

256. Ling, C., et al., Multiple environmental and genetic factors influence skeletal muscle PGC-lalpha and PGC-lbeta gene expression in twins. J Clin Invest, 2004.114(10): p. 1518-26.

257. Ritov, V.B., et al., Deficiency of subsarcolemmal mitochondria in obesity and type 2 diabetes. Diabetes, 2005. 54(1): p. 8-14.

258. Gauthier, B.R., et al., PDX1 deficiency causes mitochondrial dysfunction and defective insulin secretion through TFAM suppression. Cell Metab, 2009.10(2): p. 110-8.

259. Chan, S.L., M. Mourtada, and N.G. Morgan; Characterization of a KATP channel-independent pathway involved in potentiation of insulin secretion by efaroxan. Diabetes, 2001. 50(2): p. 340-7.

260. Shiota, C., et al., Sulfonylurea receptor type 1 knock-out mice have intact feeding-stimulated insulin secretion despite marked impairment in their response to glucose. J Biol Chem, 2002. 277(40): p. 37176-83.

261. Zerangue, N., et al., A new ER trafficking signal regulates the subunit stoichiometry of plasma membrane K(ATP) channels. Neuron; 1999. 22(3): p. 537-48.

262. Seghers, V., et al., Surl knockout mice. A model for K(ATP) channel-independent regulation of insulin secretion. J Biol Chem, 2000. 275(13): p. 9270-7.

263. Separovic, D., M. Kester, and P. Ernsberger, Coupling of II-imidazoline receptors to diacylglyceride accumulation in PC12 rat pheochromocytoma cells. Mol Pharmacol, 1996. 49(4): p. 668-75.

264. Separovic, D., et al., Activation of phosphatidylcholine-selective phospholipase C by II-imidazoline receptors in PC12 cells and rostral ventrolateral medulla. Brain Res, 1997. 749(2): p. 335-9.

265. Munk, S.A., et al., Synthesis and pharmacologic evaluation of2-endo-amino-3-exo-isopropylbicyclo2.2.1.heptane: a potent imidazoline 1 receptor specific agent. J Med Chem, 1996. 39(6): p. 1193-5.

266. Efanov, A.M., et al., Imidazoline RX871024 raises diacylglycerol levels in rat pancreatic islets. Biochem Biophys Res Commun, 2001. 281(5): p: 1070-3.

267. Doyle, M.E. and J.M. Egan, Mechanisms of action of glucagon-like peptide 1 in the pancreas. Pharmacol Ther, 2007.113(3): p. 546-93.

268. В. Шаройко, В.Ч., Б. Кершенгольц., г (А МФ-GEFII-Rim2 путь в К+-канал -независимом механизме инсулинотропной активности нового имидазолинового соединения. Сибирский медицинский журнал., 2010(3): р. 48-51.

269. Needleman, P., et al.,' Arachidonic acid metabolism. Annu Rev Biochem, 1986. 55: p. 69-102.

270. Jones, P.M. and S J. Persaud, Arachidonic acid as a second messenger in glucose-induced insulin secretion from pancreatic beta-cells. J Endocrinol, 1993:137(1):p. 7-14. • :'.■: . , ' '• '■ ; .

271. Peila, R., B.L. Rodriguez, and L.J. Launer, Type 2 diabetes, APOE gene, and the risk for dementia and related pathologies: The Honolulu-Asia Aging Study. Diabetes, 2002. 51(4): p. 1256-62;.

272. Solomon, S.S., et al., Proteome ofH-411E (liver) cells exposed to insulin and tumor necrosis factor-alpha: analysis of proteins involved in insulin resistance. J Lab Clin Med, 2005.145(5): p. 275-83.

273. Okazaki, K., et al., A role ofcalcyclin, a Ca(2+)-binding protein, on the Ca(2+)~ dependent insulin release from the pancreatic beta cell. J Biol Chem, 1994. 269(8): p. 6149-52.

274. Reddy, D., et al., Transfection and overexpression of the calcium binding protein calbindin-D28k results in a stimulatory effect on insulin synthesis in a rat beta cell line (RIN1046-38). Proc Natl Acad Sci USA, 1997. 94(5): p. 1961-6.

275. Ohnishi, M., et al., Involvement ofannexin-I in glucose-induced insulin secretion in rat pancreatic islets. Endocrinology, 1995.136(6): p. 2421-6.

276. Shafqat, J., et al., Proteins in the insulin-secreting cell line MIN6 bind the imidazoline compound BL11282. FEBS Lett, 2008. 582(11): p. 1613-7.

277. Csermely, P., et al., The 90-kDa molecular chaperone family: structure, function, and clinical applications. A comprehensive review. Pharmacol Ther,'1998. 79(2): p. 129-68.

278. Booth, C. and G.L. Koch, Perturbation of cellular calcium induces secretion of luminal ER proteins. Cell, 1989. 59(4): p. 729-37.

279. Dowling, P., et al., Proteomic screening of glucose-responsive and glucose non-responsive MIN-6 beta cells reveals differential expression of proteins involved in protein folding, secretion and oxidative stress. Proteomics, 2006. 6(24): p. 657887.

280. Gross, S.R. and T.G. Kinzy, Translation elongation factor 1A is essential for regulation of the actin cytoskeleton and cell morphology. Nat Struct Mol Biol, 2005.12(9): p. 772-8.

281. Lau, J., et al., Identification of elongation factor lalpha as a potential associated binding partner for Akt2. Mol Cell Biochem, 2006. 286(1-2): p. 17-22.

282. Bernal-Mizrachi, E., et al., Defective insulin secretion and increased susceptibility to experimental diabetes are induced by reduced Akt activity in pancreatic islet beta cells. J Clin Invest, 2004.114(7): p. 928-36.

283. Mandrup-Poulsen, T., Apoptotic signal transduction pathways in diabetes. Biochem Pharmacol, 2003. 66(8): p. 1433-40.

284. Storling, J., etal., Nitric oxide contributes to cytokine-induced apoptosis in pancreatic beta cells via potentiation ofJNK activity and inhibition ofAkt. Diabetologia, 2005. 48(10): p. 2039-50.

285. Larsen, C.M., et al., Interleukin-1 beta-induced rat pancreatic islet nitric oxide synthesis requires both the p38 and extracellular signal-regulated kinase 1/2 mitogen-activatedprotein kinases. J Biol Chem, 1998. 273(24): p. 15294-300.

286. Suk, K., et al., IFNalpha sensitizes ME-180 human cervical cancer cells to TNFalpha-induced apoptosis by inhibiting cytoprotective NF-kappaB activation. FEBS Lett, 2001. 495(1-2): p. 66-70.

287. Flodstrom-Tullberg, Mv et al., Target cell expression of suppressor of cytokine signaling-! prevents diabetes in the NOD mouse. Diabetes, 2003. 52(1L): p; 2696700.

288. Storling, J., et al., Calcium has a permissive role in interleukin-1 beta-induced c-jun N-terminal kinase activation in insulin-secreting cells. Endocrinology, 2005. 146(7): p. 3026-36.

289. Mansell, A., et all, Suppressor of cytokine signaling 1} negatively regulatesTolllike receptor signaling by mediating Mai degradation. Nat Immunol, 2006. 7(2): p. 148-55.

290. Reed, J.G., Mechanisms of apoptosis. Am J Pathol, 2000.157(5): p. 1415-30.