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Exp Gerontal公司。作者手稿；PMC 2010年5月18日提供。
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Exp Gerontal公司。2009年1月至2月；44(1-2): 26–33.
2008年6月7日在线发布。 数字对象标识：2016年10月10日/j.exger.2008.05.014
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NIHMSID公司：NIHMS200494号
PMID：18582556

神经内分泌抑制矮小小鼠葡萄糖生成及抗癌性

J.McKee Alderman公司,a、，1 福勒基,b、，1 娜塔莎·L·布鲁克斯,一 斯内哈·B·奈克,一 乔纳森·古铁雷斯,一 乌尔米拉·斯里尼瓦斯,一 克里斯汀·齐亚拉,一 林洪静,一 冈纳·博伊森,一 罗德·布朗森,b条 西蒙·克莱巴诺夫,c（c） 西安晨,一 詹姆斯·斯温伯格,一 Mats Stridsberg公司,d日 卡罗尔·帕克,一 大卫·E·哈里森,b条和特里·库姆斯a、，*
作者信息 版权和许可信息 PMC免责声明

摘要

Pit1 null（Snell侏儒）和Proph1 null（Ames侏儒型）突变小鼠缺乏GH、PRL和TSH。Snell和Ames侏儒小鼠也表现出IGF-I降低、对癌症的抵抗力以及比对照小鼠更长的寿命。与禁食对照小鼠相比，斯奈尔矮小小鼠在禁食期间内源性葡萄糖生成减少。鉴于癌细胞对葡萄糖的能量依赖性，低内源性葡萄糖生成可能为Snell矮小小鼠提供抗癌能力。我们研究了Snell侏儒小鼠在喂食期间内源性葡萄糖生成是否降低。在12至14个月大的雌性Snell侏儒小鼠中，葡萄糖注射对内源性葡萄糖生成的抑制作用增强。因此，我们假设，在喂食和禁食期间，内源性葡萄糖生成减少了癌细胞葡萄糖利用，从而为Snell矮小小鼠提供了抗癌能力。循环脂联素（一种由脂肪组织产生的激素）的升高可能有助于抑制12至14个月龄Snell侏儒小鼠的内源性葡萄糖生成。我们比较了老斯内尔侏儒小鼠和对照小鼠死亡时的癌症发病率。只有18%的老年Snell侏儒小鼠在死亡时有恶性病变，而对照小鼠的这一比例为82%。老年Snell侏儒小鼠和对照小鼠的平均死亡年龄分别为33个月和26个月。相比之下，先前的研究表明，老年艾姆斯侏儒小鼠在死亡时癌症的发病率很高。因此，老年Snell侏儒小鼠的抗癌性可能是由神经内分泌因子介导的，这些神经内分泌因子除了提高脂联素、降低IGF-I和缺乏GH、PRL和TSH外，还降低了葡萄糖利用率，这在Snell和Ames侏儒鼠中都可见。对Snell侏儒小鼠垂体分泌物的蛋白质组学分析证实了GH和PRL的缺失、ACTH的分泌以及嗜铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II的分泌增加。放射免疫分析证实，在12至14个月大的Snell侏儒小鼠中循环铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II升高。总之，我们对Snell侏儒小鼠的研究结果表明，垂体和脂肪组织是神经内分泌回路的一部分，通过减少葡萄糖的可用性降低衰老期间癌症的风险。

关键词：葡萄糖、癌症、脂联素、生长激素、矮小小鼠、垂体、嗜铬粒蛋白

1.简介

Snell侏儒小鼠是研究癌症和衰老机制的有价值的实验室模型。Snell侏儒小鼠是Pit1的纯合子数据仓库等位基因，消除转录因子Pit1的功能(Li等人，1990年). Snell侏儒小鼠由于垂体前叶产生这些激素的细胞发育不全，导致生长激素（GH）、催乳素（PRL）和促甲状腺激素（TSH）缺乏。Snell侏儒小鼠对化学诱导的癌症具有抵抗力，并且比野生型Pit1等位基因纯合或杂合的对照小鼠寿命更长(Flurkey等人，2001年;Rennels等人，1965年;贝尔斯乔夫斯基和贝尔斯乔夫斯基，1959年).

在禁食期间，Snell矮小小鼠的内源性葡萄糖生成和全身葡萄糖利用率低于对照小鼠(Brooks等人，2007年). 内源性葡萄糖生成的减少可能会剥夺癌细胞的能量并提供对癌症的抵抗力。癌细胞依赖糖酵解产生ATP，而不是氧化磷酸化，因此依赖高水平葡萄糖作为能量(Matoba等人，2006年;Brown，1999年;Gullino等人，1967年). 葡萄糖缺乏导致培养中的癌细胞比健康细胞更容易发生细胞死亡(Funes等人，2007年;Elstrom等人，2004年;Shim等人，1998年). 循环葡萄糖升高会增加癌症风险，降低癌症患者的医疗效果(Caudle等人，出版;Stattin等人，2007年;Malin等人，2005年).

此前曾报道过Snell侏儒小鼠在禁食期间内源性葡萄糖生成低(Brooks等人，2007年). 因此，本研究的第一个目标是确定Snell侏儒小鼠内源性葡萄糖生成的增加抑制是否延伸至进食状态。在进食和禁食状态下，葡萄糖代谢有显著差异。在喂食状态下，（a）葡萄糖和胰岛素的循环水平升高，（b）胃肠道循环中葡萄糖的比例升高，（c）循环葡萄糖被储存并用作能量，（d）糖异生和糖酵解产生的葡萄糖不需要补充循环葡萄糖的消失。

垂体切除术，即垂体的外科切除术，在高度特异性的化学物质和单克隆抗体可用于治疗癌症之前，被用作内分泌治疗，以减少激素的作用(Luft等人，1955年). 生长激素缺乏和胰岛素样生长因子I（IGF-I）水平低，这是一种主要由生长激素刺激分泌的激素，在抵抗癌症中起着关键作用。除非GH被替代，否则GH缺乏大鼠对化学诱导癌症具有高度抵抗力(Shen等人，2007年). 抑制IGF-I可通过降低葡萄糖利用率提供抗癌性(Rossetti等人，1991年).

Snell侏儒小鼠的抗癌性也可以通过提高循环脂联素介导(Brooks等人，2007年;Combs等人，2003年). 脂联素是一种专由脂肪细胞产生的激素，可抑制内源性葡萄糖的生成(Brooks等人，2007年;Combs等人，2004年;Combs等人，2001年). 脂联素通过抑制肝葡萄糖生成中的限速酶G6Pase和PEPCK抑制肝脏内源性葡萄糖生成(Combs等人，2001年). 大量临床研究表明，循环脂联素升高可降低乳腺癌风险(Chen等人，2006年;Korner等人，2007年;Mantzoros等人，2004年;Miyoshi等人，2003年;Tworoger等人，2007年).

据报道，在几个GH缺乏和长寿小鼠模型中脂联素升高(Berryman等人，2004年;Combs等人，2003年;Wang等人，2006年). 脂联素通过其细胞内靶点AMP活化蛋白激酶（AMPK）抑制内源性葡萄糖生成并刺激脂肪酸利用(Brooks等人，2007年;Nawrocki等人，2006年;Tomas等人，2002年;Yamauchi等人，2002年). AMPK还通过运动训练促进脂肪酸代谢(Winder，2001年). GH缺乏小鼠的基因表达阵列数据，如Snell侏儒、Ames侏儒和GH释放激素受体缺失(小的)和GH受体缺失小鼠，支持脂肪酸氧化在这些长寿和抗癌小鼠模型中升高的结论(Stauber等人，2005年).

艾姆斯矮小小鼠是Prop1的纯合子数据流导致转录因子Prop1缺失的等位基因(Sornson等人，1996年). Prop1调节Pit1的表达，因此，Ames侏儒小鼠与Snell侏儒鼠类似，GH、PRL和TSH缺乏。Ames侏儒小鼠比野生型Prop1等位基因纯合或杂合的对照小鼠活得更长(Brown-Borg等人，1996年). Ames侏儒小鼠和对照小鼠的中位死亡年龄分别为36个月和26个月；然而，尽管与斯内尔侏儒小鼠具有相似的内分泌特征，但老艾姆斯侏儒鼠在死亡时表现出较高的癌症发病率(Ikeno等人，2003年). 死亡时尸检显示72%的艾姆斯矮小小鼠出现恶性病变，而对照组为95%。尽管年轻的斯内尔矮小小鼠表现出对化学诱导肿瘤的抵抗力，但目前还没有关于老年斯内尔侏儒小鼠自然发生癌症的数据。因此，我们的第二个目标是确定老斯内尔侏儒小鼠在死亡时是否也具有与艾姆斯侏儒鼠相似的高癌症发病率。

在发现静脉注射葡萄糖对老年Snell侏儒小鼠内源性葡萄糖生成有更大的抑制作用（目的1）和死亡时对癌症的抵抗力（目的2）后，我们应用蛋白质组学分析来确定Snell矮小小鼠的垂体是否产生过多或缺乏GH、，PRL和TSH可能在抗癌中发挥作用（目标3）。因此，我们的第三个也是最后一个目标是比较Snell侏儒小鼠和对照小鼠垂体分泌的蛋白质。早先对长辈小鼠的整个前垂体进行的蛋白质组学分析证实，除THS外，所有已知的垂体激素都能产生(Blake等人，2005年). Snell侏儒突变对垂体分泌的影响之前尚未通过蛋白质组学分析进行检测。

2.材料和方法

2.1. 老鼠

除非另有说明，否则使用F1（DW/J×C57Bl/6J）背景的12-14月龄雌性小鼠。小鼠被安置在通风隔离器笼系统中，在23°C、55%湿度、12小时光照/12小时暗循环的条件下，放置在无致病隔离器屏障设施中。小鼠接受的标准饮食包括73%的碳水化合物、18%的蛋白质、4%的脂肪和5%的灰分（普瑞纳）。通过颈椎脱位将小鼠处死，进行需要解剖组织的实验。实验程序得到了北卡罗来纳大学动物护理和使用委员会的批准。

2.2. 静脉葡萄糖耐量试验

小鼠在早上7点后禁食，并在下午1点到3点之间进行研究。下午，小鼠接受了一次葡萄糖（0.8毫克/克体重）静脉注射，并与氚标记的葡萄糖混合(d日-[3-3H] 葡萄糖；3葡萄糖的碳3上的H），来自Amersham Biosciences(Beard等人，1986年). 该混合物通过清醒自由活动小鼠的眼丛直接注入循环。尾巴从尖端划出2-4毫米的缺口，总是在脊椎末端以下。注射后2.5、5、10、20和30分钟从尾尖采集血样（10–20µL），以测量血糖和放射性，如前所述(Brooks等人，2007年). 代表注射葡萄糖的循环葡萄糖分数是根据注射葡萄糖的比活性计算得出的[3H] 葡萄糖/葡萄糖溶液（3×105cpm/mg葡萄糖）。进行HPLC分析以验证闪烁计数器测量的干血浆中的放射性[3H] 葡萄糖。使用连接至β-RAM 2B型检测器（IN/US系统）的安捷伦1100 HPLC系统。Aminex HPX-87C聚苯乙烯-二乙烯基苯树脂柱（Bio-Rad）在80°C下使用0.6 mL/min流量的水。突变小鼠和对照小鼠总是配对进行静脉葡萄糖耐量试验。

2.3. 尸检时的癌症评估

在杰克逊实验室收集寿命数据时进行了大体病理检查。对雌性Snell矮小小鼠和F1（DW×C3He）小鼠队列中的对照小鼠进行尸检。每天检查笼子，发现死老鼠后立即进行尸检。Snell侏儒小鼠死亡时的中位年龄为33个月，而对照小鼠为26个月。共对11只Snell侏儒小鼠和38只对照小鼠进行尸检。组织学用于确定肿瘤病变是良性还是恶性。

2.4. 垂体分泌物的蛋白质组学分析

12至14个月龄Snell侏儒小鼠和年龄匹配的对照小鼠的垂体前叶在解剖后立即置于无血清改良Eagle's培养基中，并在37°C下孵育1小时。培养基转移到新试管中，并以45000 rpm离心1小时。蛋白质组学分析在UNC-Duke蛋白质组学中心进行。上清液在37°C下用胰蛋白酶消化1 h，并在配备Eksigent纳米LC系统、New Objective纳米喷雾源和纳米孔PicoFrit柱（ProteoPep™II C18，50 lm id×10.0 cm，10µm针头尺寸，New Objectives）的ThermoFisher Orbitrap混合FT-MS上通过纳米LC/MS/MS进行分析。Orbitrap数据使用ThermoFisher的Bioworks 3.3.1软件、Sequest搜索引擎和FASTA蛋白质数据库进行处理。使用NCBI数据库中的BLAST编制了蛋白质功能的综合报告。使用GE Healthcare的Decyder MS软件测定蛋白质表达比率(Johansson等人，2006年).

2.5. PCR反应

Pit1的基因分型数据仓库用于育种的等位基因携带者。坑1数据仓库在标准PCR条件下，利用AGCTGCAAGGATGTCTGG（正向引物）、CTCTGCCTTCGGTTGCAAA（反向引物）和PlatTAQ（Invitrogen）对尾部DNA进行等位基因检测，以鉴定杂合育种对。设计反向引物检测Pit1的点突变数据仓库等位基因(Li等人，1990年). 逆转录酶PCR。下午1点至3点通过颈椎脱位处死小鼠。解剖后立即将组织冷冻在液氮中，并将其储存在4°C的RNA-Later（Ambion）中。根据制造商的方案，使用试剂盒（Qiagen）分离RNA。通过260/280 nm分光光度吸收分析和凝胶电泳测定收率和纯度。用逆转录酶（Invitrogen）和随机六聚体制备cDNA。PCR引物对序列为：用于染色粒蛋白A的AAGAGGCCTAGTGCCCAAC和ACGCTCCTCCTCTCTCTCC，用于染色粒素B的GACCAGCAGCCAG和GACCAGGACCA GAGCCAG，以及用于分泌粒蛋白II的GCAGTGGTCACAG和ATACCCCTTGGAGC。

2.6. Northern印迹分析

在1.2%琼脂糖/6%甲醛凝胶上电泳总RNA（5µg），并转移至Hybond-XL膜（Amersham Biosciences）。通过紫外线辐射将RNA交联到膜上，并在与放射性标记DNA探针混合的杂交缓冲液（Amersham Biosciences）中于65°C培养过夜。用3×SSC清洗膜，将其暴露在荧光成像仪（分子动力学）屏幕上24小时，并使用ImageQuant软件在荧光成像机上进行分析。探针合成。用2.5 mM PCR制备放射性标记探针[32P] dCTP（Perkin Elmer）。使用TGCTGAAACGGCCCGAGC和CAGGCGTCCACTGAA制备分泌粒蛋白II探针。使用TGCTGAAACGGCCCG AGC和CAGGCGTGTCCACTGGAA制备嗜铬粒蛋白B探针。对18S RNA特异的寡核苷酸CTTCC-TCTAGAGTTCAAGTTCGACCGTCT被标记为[32P] dATP，使用T4多核苷酸激酶（Invitrogen）并用于确认相等的RNA负载。

2.7. 激素测量

如前所述，通过Western blot分析，在对照组和Snell侏儒小鼠的血浆中测量脂联素(Brooks等人，2007年). 使用兔抗鼠脂联素氨基酸序列18-32（mAC-RP30:18-32）测定脂联素(Scherer等人，1995年). 用放射免疫法测定铬粒蛋白A、铬粒蛋白B和分泌型铬粒蛋白II。使用人类嗜铬粒蛋白A氨基酸序列324–337（hCgA:324–337）的抗体测量嗜铬粒素A，该抗体检测嗜铬粒细胞蛋白A的WE-14区域(Stridsberg等人，2004年). 使用人类嗜铬粒蛋白B氨基酸序列312–331（hCgB:312–331）的抗体测定嗜铬粒素B(Stridsberg等人，2005年). 分泌型谷蛋白II是使用针对人类分泌型谷肽II氨基酸序列154-165（hSgII:154-165）的抗体进行测量的(Stridsberg等人，出版中). 用于颗粒蛋白测量的抗体已经过谱间交叉反应性测试；所有的啮齿动物颗粒都具有100%的交叉反应性。检测限为10 fmol，所有分析的总分析变异为10%。

3.结果

3.1. Snell侏儒小鼠的葡萄糖代谢

此前有报道称，禁食的Snell侏儒小鼠内源性葡萄糖生成和全身葡萄糖利用率低(Brooks等人，2007年). 当前数据是在模拟馈电状态的条件下获得的，而不是在禁食状态下获得的(图1). 对照组和Snell侏儒小鼠接受单次静脉注射葡萄糖（0.8毫克/克体重），混合微量[3H] 葡萄糖（3×105cpm/mg葡萄糖）。虽然注射葡萄糖后血糖水平升高，但在2.5、5、10、20和30分钟时，Snell侏儒小鼠的血糖水平低于对照小鼠。注射葡萄糖后，内源性葡萄糖水平受到抑制，但在2.5,5、10，20和30 min时，Snel侏儒鼠的血糖水平比对照小鼠进一步降低。因此，在喂食状态下，增加对Snell矮小小鼠葡萄糖生成的抑制可能会限制癌细胞对葡萄糖的利用，从而预防癌症。

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注射葡萄糖后12至14个月龄雌性Snell侏儒小鼠的内源性葡萄糖。对照组和Snell侏儒小鼠注射葡萄糖（0.8 mg/g体重），并混合微量的[3H] 葡萄糖（3×105cpm/mg葡萄糖）。与对照组小鼠相比，斯内尔矮小小鼠在注射后2.5、5、10、15、20和30分钟的血糖降低，表明糖耐量升高。注射后2.5、5、10、15、20和30分钟，Snell侏儒小鼠血浆中的内源性葡萄糖也降低，表明内源性葡萄糖生成受到更大的抑制。结果显示为平均值±SEM。*，**非参数学生在指定的时间点上存在显著差异t吨-Snell侏儒小鼠和对照小鼠之间的试验第页<0.05和N个=每组6只小鼠。

3.2. 老年Snell侏儒小鼠死亡时癌症的发病率

Snell侏儒小鼠对化学诱导的癌症具有抵抗力；然而，之前还没有描述过老斯内尔矮小小鼠死亡时癌症的发病率(Rennels等人，1965年;贝尔斯乔夫斯基和贝尔斯乔夫斯基，1959年). 我们观察到，在尸检时出现肿瘤病变的老年Snell侏儒小鼠明显减少。与82%的对照组小鼠相比，只有18%的Snell侏儒小鼠在死亡时有一个或多个恶性病变(图2). 这些结果与之前关于老年艾姆斯矮小小鼠死亡时肿瘤发病率高的证据形成对比(Ikeno等人，2003年).

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死亡时患有肿瘤病变的老年雌性Snell侏儒小鼠的百分比。Snell侏儒症小鼠死亡时有一个或多个肿瘤病变的百分比低于对照小鼠。对照组小鼠死亡时的中位年龄为26个月，Snell侏儒小鼠为33个月。组织学鉴定的肿瘤病变包括组织细胞肉瘤、淋巴瘤、乳腺癌、纤维肉瘤、肝细胞癌、平滑肌肉瘤、髓细胞性白血病和血管肉瘤。条形图显示结果为平均值±SEM。*χ差异显著2分析，其中第页<0.05和N个=33只对照小鼠和N个=11只斯奈尔矮小小鼠。

3.3. Snell侏儒小鼠脂联素水平

脂联素是一种抑制内源性葡萄糖生成的激素(Brooks等人，2007年;Combs等人，2004年,2001). 如果脂联素升高通过减少葡萄糖生成来保护斯内尔矮小小鼠免受癌症的侵袭，那么老年小鼠的脂联素必须保持升高。此前曾报道3到6个月大的Snell侏儒和Ames侏儒小鼠血浆脂联素升高(Brooks等人，2007年;Wang等人，2006年;Combs等人，2003年). 我们发现12至14个月大的Snell侏儒小鼠的血浆脂联素也升高，表明脂联素可能在癌症抵抗中起作用(图3). 当然，如果脂联素升高导致Snell和Ames侏儒小鼠之间的抗癌性差异，我们预测脂联素在Snell侏儒鼠的寿命内将高于Ames侏小鼠。

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12至14个月龄雌性Snell侏儒小鼠的循环脂联素。Western blot分析显示Snell侏儒小鼠血浆脂联素升高。条形图显示结果为平均值±SEM。*非参数学生的结果差异显著t吨-测试位置第页<0.05和N个=每组6只小鼠。

3.4. Snell侏儒垂体分泌物的蛋白质组学分析

蛋白质组学分析用于确定Snell侏儒小鼠和对照小鼠之间是否存在其他内分泌差异。收集Snell侏儒小鼠和对照小鼠的垂体分泌物体外蛋白质组学分析证实Snell侏儒小鼠的垂体产生ACTH，但不产生GH或PRL。此外，分析表明Snell矮小小鼠的垂体生成铬粒蛋白A、铬粒蛋白B和分泌素II(表1). 分析共鉴定出107个来自对照小鼠垂体的蛋白质和52个来自Snell侏儒垂体的蛋白质，包括核蛋白、代谢蛋白、蛋白质结构、细胞结构、信号蛋白和分泌蛋白。垂体分泌物中细胞蛋白的检测表明体外垂体细胞溶解。Decyder MS软件分析表明，基于匹配的肽质量和保留时间，嗜铬粒蛋白A、嗜铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II升高。

表1

Snell侏儒小鼠和对照小鼠垂体分泌蛋白的蛋白质组学分析

垂体分泌蛋白的蛋白质组学分析控制斯奈尔矮星
生长激素+第二次
催乳素+第二次
促肾上腺皮质激素++
嗜铬粒蛋白A+++
嗜铬粒蛋白A+++
分泌粒蛋白II+++

蛋白质组学分析证实，斯奈尔侏儒的垂体不分泌GH或PRL，并证实了ACTH、嗜铬粒蛋白A、嗜铬蛋白B和分泌粒蛋白II的分泌。Snell侏儒或对照组和垂体未检测到LH、FSH和TSH分泌。加号（+）表示检测到，两个加号（++）表示2倍的差异，ND表示未检测到。使用定量蛋白质组分析软件（Decyder MS）比较垂体分泌水平。

3.5. 染色粒蛋白A、染色粒蛋白B和分泌粒蛋白II

垂体表达铬粒蛋白A、铬粒蛋白B和分泌素II mRNA(Grino等人，1989年;Nicol等人，2002年;Wei等人，1995年). 使用来自对照和Snell侏儒小鼠的垂体cDNA对嗜铬粒蛋白A、嗜铬粒素B和分泌粒蛋白II mRNA的表达进行PCR反应。PCR结果显示，嗜铬粒蛋白A、嗜铬粒素B和分泌粒蛋白II mRNA在Snell侏儒和对照垂体中表达（数据未显示）。引物对序列见材料和方法。

用放射免疫分析法测定对照组和斯奈尔矮小小鼠的循环中铬粒蛋白A、铬粒蛋白B和分泌型铬粒蛋白II的水平(Stridsberg等人，2004年,2005,出版中). 在Snell侏儒小鼠中检测到循环铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II水平显著升高第页<0.05（非参数学生）t吨-测试(图4A).

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（A） 在12至14个月大的雌性斯内尔矮小小鼠中循环铬粒蛋白A、铬粒蛋白B和分泌铬粒蛋白II。通过放射免疫分析，Snell侏儒小鼠血浆色粒蛋白B和分泌粒蛋白II升高。条形图显示结果为平均值±SEM。*非参数学生的结果差异显著t吨-测试位置第页<0.05和N个=每组15只小鼠的嗜铬粒蛋白A和N个=铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II每组5只小鼠。（B） 通过Northern blot分析野生型小鼠组织嗜铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II mRNA的表达。在垂体和肾上腺中检测到嗜铬粒蛋白B mRNA表达，而分泌粒蛋白II mRNA表达普遍。

循环中铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II的升高促使我们研究垂体是否是这些循环蛋白的主要决定因素(图4B). mRNA表达的Northern blot分析表明，垂体和肾上腺是循环嗜铬粒蛋白B的主要决定因素，而分泌粒蛋白II普遍表达。

4.讨论

我们的主要发现是，与年龄匹配的对照组相比，斯内尔矮小小鼠注射葡萄糖后，内源性葡萄糖生成被进一步抑制。注射葡萄糖抑制内源性葡萄糖生成是模拟喂食状态。这些结果补充了先前的数据，即Snell侏儒小鼠禁食期间内源性葡萄糖产生受到抑制(Brooks等人，2007年). 葡萄糖生成的减少可能会限制癌细胞对葡萄糖的利用，并抑制恶性病变的发展，这些病变随着年龄的增长而频繁出现。糖尿病通常与血糖升高有关(Basu等人，2005年;Natali和Ferrannini，2006年;Radziuk和Pye，2002年;Stefan等人，2003年;Wajngot等人，2001年)在最近的一项临床研究中，没有一名糖尿病结直肠癌患者对治疗表现出完全的病理反应(Caudle等人，出版).

此外，在尸检时发现肿瘤病变的老Snell侏儒小鼠明显减少。我们的研究表明，与死亡时82%的对照小鼠相比，只有18%的小鼠有一个或多个恶性病变。Snell侏儒小鼠的低癌症发病率与老Ames侏儒鼠死亡时的高癌症发病率形成对比(Ikeno等人，2003年). 尸检结果显示，72%的艾姆斯侏儒小鼠在死亡时至少出现一处致命的肿瘤病变，而对照组为95%。本研究中使用的Snell小鼠和Ames侏儒小鼠之间的遗传背景差异可能不是导致抗癌性差异的原因，因为两种模型的对照组显示出相似的癌症易感性。

儿茶酚胺、胰高血糖素和糖皮质激素是刺激内源性葡萄糖生成的激素(克劳斯·弗里德曼，1984年). 脂联素，一种由脂肪组织产生的激素，抑制葡萄糖生成(Brooks等人，2007年;Combs等人，2004年,2001;Berg等人，2001年). 脂联素可以通过抑制肝脏产生葡萄糖来降低癌细胞的葡萄糖利用率(图5). Snell侏儒小鼠循环脂联素的升高是一种内分泌信号，可抑制内源性葡萄糖生成并升高脂肪酸氧化。提高脂肪酸的能源利用率，脂肪燃烧与碳水化合物利用率提高相比，可能与更高的健身水平有关(Brooks等人，2007年).

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内源性葡萄糖生成和抗癌性的神经内分泌抑制。Snell侏儒小鼠的脂联素、嗜铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II升高，内源性葡萄糖生成降低。此外，斯奈尔矮小小鼠对癌症具有高度抵抗力。脂联素、嗜铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II是一个复杂的神经内分泌轴的一部分，可以最终提供对癌症的抵抗力。

在本研究中，Snell侏儒小鼠和对照小鼠在静脉葡萄糖耐量试验中接受相同剂量的单位体重葡萄糖。尽管每天每体重的食物摄入量相似，但艾姆斯矮小小鼠和对照小鼠的营养代谢仍存在显著差异(阿根廷等，2005年;Dominici等人，2003年;Hauck等人，2001年;Mattison等人，2000年;Borg等人，1995年). 葡萄糖能量利用率升高会增加氧化应激(Nishikawa等人，2000年). 碳水化合物转化为脂肪酸和脂肪酸对ATP的氧化可能通过减少氧化应激增加Snell矮小小鼠的寿命(Brooks等人，2007年). 此外，全身底物利用的转换可能会损害癌细胞的生长和增殖。

除了更大程度地抑制内源性葡萄糖生成外，其他机制也可以降低Snell侏儒小鼠的葡萄糖利用率。斯内尔矮人IGF-I和甲状腺激素缺乏可降低组织对葡萄糖的需求(Itoh等人，2001年;Rossetti等人，1991年). Snell侏儒小鼠也表现出胰岛素敏感性升高，如循环葡萄糖和胰岛素水平以及葡萄糖和胰岛素耐受性试验所示(Brooks等人，2007年;Combs等人，2003年;米兰德和奥斯本，1953年,1952). 胰岛素敏感性升高会降低循环胰岛素水平，从而减少胰岛素反应组织（主要是肌肉和脂肪）通过GLUT4介导的转运(DeFronzo等人，1981年;Rossetti等人，1997年).

目前尚不清楚老年斯内尔矮小小鼠抗癌的神经内分泌基础，但很明显，这与Pit1基因功能的丧失有关。Pit1过度表达与转化、增殖和肿瘤生长相关。垂体腺瘤显示Pit1的表达高于健康垂体(Asa等人，1993年;Delhase等人，1993年;Sanno等人，1996年). 人类乳腺癌中Pit1过度表达刺激GH生成、细胞生长和细胞增殖(Gil-Puig等人，2005年). Pit1反义寡核苷酸降低GH mRNA表达[3H] 胸腺嘧啶掺入垂体生长激素和乳酸营养因子，表明Pit1刺激DNA复制和细胞增殖(Castrillo等人，1991年). 相比之下，Pit1作为肿瘤抑制剂的潜在作用可能仅限于生长激素(Canibano等人，2007年).

作为确定老年Snell和Ames侏儒小鼠癌症发病率差异的神经内分泌基础的第一步，我们测试了Snell侏儒鼠除了缺乏GH、PRL和TSH外，是否还有其他垂体激素差异。蛋白质组学分析表明，Snell侏儒小鼠垂体中铬粒蛋白A、铬粒蛋白B和分泌素II的分泌增加。染色粒蛋白A、染色粒蛋白B和分泌粒蛋白II是一个独特的分泌蛋白家族的主要成员(Helle，2004年). 铬粒蛋白A、铬粒蛋白B和分泌型铬粒蛋白II对内源性葡萄糖生成的影响尚不清楚，但已有其他对葡萄糖代谢的影响的报道。铬粒蛋白A和铬粒蛋白B抑制胰岛素分泌，因此可以降低胰岛素反应组织的葡萄糖利用率(Schmid等人，2007年;Karlsson等人，2000年;Rossetti等人，1997年). GLUT4与分泌凝集素II在大的致密核心囊泡中共定位(Hudson等人，1993年). 我们的血浆测量结果显示，斯奈尔矮星中铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II的循环水平升高。当然，如果嗜铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II的升高是Snell侏儒和Ames侏儒小鼠之间癌症发病率差异的原因，那么Ames侏小鼠体内的这些激素不应升高。

这是非常有趣的，以确定减少老斯奈尔侏儒小鼠癌症的机制，因为他们可能建议临床干预。因此，未来的研究将确定脂联素、嗜铬粒蛋白B和分泌粒蛋白II是否在抑制内源性葡萄糖生成和抵抗老年癌症中发挥作用。图5说明了垂体、脂肪组织和肝脏之间的内分泌联系，可以通过限制内源性葡萄糖的生成来抵抗癌症。尽管在图5，垂体前叶受到下丘脑的影响；下丘脑通过迷走神经的肝支直接抑制肝脏产生葡萄糖的能力(Pocai等人，2005年). 考虑到其机制与神经内分泌因素有关，而非GH和IGF-I的缺乏，Snell侏儒小鼠的低癌症发病率有待进一步研究。

致谢

我们感谢卑尔根大学（挪威）生物医学系的Karen B.Helle博士提供的有益建议，感谢北卡罗来纳大学教堂山分校护理学院的Elizabeth Tornquist提供的编辑帮助，感谢杰克逊实验室的Patricia Harrison、Pam Krason和Elizabet Adler提供的可靠帮助。本研究得到了国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所（DK075573和DK056350）、国家老龄研究所（AG026074、AG025007和AG025707）和国家环境健康科学研究所（ES10126）的资助。UNC-Duke蛋白质组学中心的部分资金来自一位匿名捐赠者的礼物，以纪念迈克尔·胡克。

缩写

促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素
AMPK公司激活AMP活化蛋白激酶
FSH公司促卵泡激素
GH公司生长激素
GLUT4公司葡萄糖转运蛋白4
IGF-I型胰岛素样生长因子I
左侧黄体生成激素
PRL公司催乳素
扫描电镜平均值标准误差
TSH公司促甲状腺激素

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