胰岛素原C肽作用机制
c肽和胰岛素结构
c肽和胰岛素结构
C肽和胰岛素在结构上具有相似性。
1. C肽：由31个氨基酸组成，胰岛素原包含了一个完整的胰岛素分子和一个连接肽（connecting peptide）。此肽两端在代谢过程中各脱去两个碱性氨基酸后，成为C肽。
2. 胰岛素：是一种由胰岛β细胞分泌的激素，主要作用是促进葡萄糖的摄取和利用，同时还能促进脂肪的合成和分解。根据其结构和作用，可分为三种类型，包括胰岛素、C肽和胰岛素原。
此外，C肽对胰岛素原分子的折叠、二硫键的正确配对等分子结构的形成方面具有重要作用，形成和维持胰岛素分子的稳定性和完整性。同时，C肽与胰岛素的A链、B链相连接，降低了胰岛素的生物活性，使胰岛素免受到胰岛素酶的直接分解。
如需了解更多信息，建议查阅生物书籍或咨询专业人士。
C肽
C肽是一个具有31个氨基酸的内源性多肽，其前体胰岛素原的肽链在胰岛中断裂形成C肽和胰岛素。发现C肽的很长时间里，人们认为C肽仅是胰岛素生成中的一个代谢产物，C肽的用途大是与胰岛素结合来判断胰岛素B细胞功能。但近年来的研究证实，C肽是一个具有生物活性的肽类激素。在毫克分子浓度，C 肽与细胞表面的G蛋白偶联受体立体特异性结合，激活细胞内Ca2+和MAP激酶依赖信号传导途径，进一步激活Na+-K+-ATP酶和内皮一氧化氮合成酶，产生一系列的生物学效应[1]。C肽既然具有生物活性就有可能对心血管系统发挥一定的作用，可能对心血管和其他系统疾病预后的硬指标—死亡率产生影响。血中C肽水平能否成为心血管和其他原因死亡危险的一个标志物，近期陆续发表的研究，用部分临床证据初步对其进行了解答和探索。
1 C肽的背景
C肽正常空腹浓度是0.26～0.62nmol/L，相对分子量为3.02X103，它和胰岛素的A、B链组成胰岛素原。1分子胰岛素原裂解产生1分子C肽和1分子的A、B链，后二者再合成胰岛素。C肽与胰岛素共存于同一个内囊中并最终以等分子分泌。在肝脏，肝酶先将胰岛素分子中的二硫键还原，产生游离的A、B链，再在胰岛素酶作用下水解成氨基酸而灭活，胰岛素的半衰期为5～15min。C肽不通过肝酶代谢，主要经过肾脏清除，其清除率缓慢，半衰期为20min。;
影响血C肽水平因素较多，因为C肽主要是从肾脏清除，肾功能衰竭可引起血C肽水平升高。服用某些降糖药物，如磺脲类降糖药可以使血C肽水平升高。由于外源性胰岛素可以抑制C肽的产生，因此，接受胰岛素治疗可使血C肽水平降低。
C肽是什么、与胰岛素是啥关系
C肽是什么、与胰岛素是啥关系
什么是C肽，它从哪里来？
正常情况下，人胰岛细胞主要分泌产生并释放到血液中的是胰岛素，在产生胰岛素的一系列过程中，胰岛细胞首先合成胰岛素原，胰岛素原是一条很长的蛋白质链，胰岛素原在酶的作用下被分解为三段，前后两段又重新联接成为A链和B链组成的胰岛素，中间一段独立出来的就是C肽。
因此，在理论上C肽和胰岛素是等同分泌的，也就是说产生一个胰岛素就会相应产生一个C肽。
为什么要测C肽？
当测定胰岛功能了解胰岛B细胞产生分泌胰岛素能力时，因C肽与胰岛素等同分泌，当我们测出C肽产生的量时，就能了解产生胰岛素的量与功能。
那直接测胰岛素就行了，再测C肽是多此一举吗？
NO！对已经用胰岛素治疗的病人，体内产生的胰岛素抗体可干扰胰岛素测定；同时现在采用的放免法测定胰岛素也分辨不出是机体产生的胰岛素还是外界注入的胰岛素，给了解B细胞的功能带来困难，而C肽与胰岛素之间有相当稳定的比例关系，且不受胰岛素抗体的干扰。注射的外源性胰岛素又不含C肽，所以测定血中C肽水平，可以反应内生胰岛素的水平，可了解B细胞功能。
C肽释放实验意义？
Ø测定C肽有助于糖尿病的临床分型，有助于了解患者的胰岛功能。
Ø因为C肽不受胰岛素抗体干扰，对接受胰岛素治疗的患者可直
接测定C肽浓度，以判定患者的胰岛B细胞功能。
Ø可鉴别低血糖的原因。若C肽超过正常，可以认为是胰岛素分泌过多所致；若C肽低于正常则为其他原因所致。
ØC肽测定有助于胰岛细胞瘤的诊断及判断胰岛素瘤手术效果。胰岛素瘤血中C肽水平偏高，说明有残留的瘤组织；若随访中C肽水平不断上升，提示肿瘤有复发或转移的的可能。
胰岛素原C肽作用机制
胰岛素原C肽作用机制
在胰岛β细胞分泌颗粒中，胰岛素原经蛋白酶裂解，形成等摩尔由AB链组成的胰岛素和C肽，然后分泌并进入血液。C肽的种族差异很大，其中人C肽含31个氨基酸。在胰岛素原分子中C肽对胰岛素原分子的折叠、二硫键的正确配对等分子结构的形成起重要作用，而血液中游离C肽的生理功能却一直不清楚。近来的研究发现，给予I型糖尿病大鼠超生理剂量的人C肽配伍胰岛素治疗，能防止血管、神经机能障碍，长期（3个月）给予胰岛素配伍C肽，可使I型糖尿病病人减少尿白蛋白排泄率，改善肾功能和自主神经及感觉神经障碍。C肽的这些改善糖尿病并发症的作用与其刺激Na+，K+-ATPase和内源NO合成酶的活性相关。
1. C肽及其类似物对血管功能的影响
用30mmol/L葡萄糖诱导皮室肉芽组织模型（从大鼠后腿下部任一侧取下一块直径约2cm的圆形皮肤并将其边缘缝在塑料小室上，一周后用于实验）形成血管机能障碍，即血流量改变，然后给予100nmol/L浓度的C肽及其类似物，观测这些肽的活性。结果显示，大鼠C肽和人的C肽活力相似，这可能与二者之间序列的高度同源性有关；反身氨基酸顺序的C肽效果与天然C肽一致时没有活力；均由D型氨基酸构成的人C肽，在放射免疫分析中，对天然C肽识别灵敏度高达10pmol/L的多克隆抗体无法识别1nmol/L的D型C肽，但其功效仍与天然C肽一致。因此，Ido等人认为决定C肽生物活性的是氨基酸排列顺序，而非肽键的方向或手性，从而提出C肽可能不是与立体专一性受体结合起作用，而是类似于抗菌肽如cecropins，非手性地与膜脂质作用来行使其生理功能。
血清C肽的测定及临床意义
血清C肽的测定及临床意义
LIA正常值：空腹：1.0±0.23ng/mL；当口服葡萄糖后，60分中出现高峰血值：3.1ng/mL
所谓C肽是指胰岛素原（由86个āā组成，分子量9000道尔顿，它的结构是由Ins及连接肽两部分组成，连接肽有35个āā组成）它在胰岛素原转化酶作用于分解时，与Ins的AB两链相接的CA1赖、CA2精、Bc1精及Bc2精等四个氨基酸分离形成的31个氨基酸的多肽。
正常人24小时尿中排出C肽为36±4ug。幼年型糖尿病者为1.1±0.5ug.；成年型糖尿病者为24±7ug。C肽清除率与肌酐清除率无明显关系。C肽的清除滤较Ins微高。C肽为5.1±0.6ml/min,后者为1.1±0.2ml/min.每日C肽排出量相当于胰岛分泌量的5％，占Ins总量的0.1％，因此C肽的测定可应用于临床。
C肽具有如下特点：（1）在胰岛的β细胞的分泌中，Ins与C肽总克分子量相等。（2）胰岛素半衰期为4.8min,而C肽为11分钟胰岛素原为17.5分钟。（3）胰岛素在肝肾内分解而C肽不被分解是完整链从肾脏排出。（4）C肽无生物学活性,但具有很强的种属特异性,与抗胰岛素无交叉免疫反应。.由于胰岛素原的浓度还不到C肽的十分之一,故一般测得C肽(总C肽)可代表血中的游离C肽.
C肽测定的临床意义:
（1）可反映机体胰岛β细胞的分泌功能，特别是对外源性胰岛素治疗的病人,可测定C肽,因为外源性胰岛素制剂中不含C肽，以及β 细胞分泌时胰岛素和C肽分子数相等.经临床上同时测定血清胰岛素和C 肽浓度是平行相关的.由此可推断内源性胰岛素分泌情况. 胰岛素和C肽是等摩尔浓度由胰岛β-细胞分泌.在达到体循环前途径肝脏,肝对C肽的摄取量很少,而对胰岛素的摄取约20-40%。C肽在外周血的降解较胰岛素慢，于是外周血中C肽和胰岛素相比C肽要高数倍。故C肽更能反映β-细胞的分泌功能。
糖病与胰岛素的生物化学关联
糖病与胰岛素的生物化学关联糖病，也被称为糖尿病，是一种由体内胰岛素分泌不足或胰岛素抵
抗引起的代谢障碍性疾病。胰岛素作为一种重要的激素，扮演着调节
血糖水平的关键角色。本文将重点探讨糖病与胰岛素之间的生物化学
关联。
胰岛素的合成与分泌
胰岛素是由胰腺内的特殊细胞群——胰岛细胞合成的。正常情况下，当血糖浓度升高时，胰岛细胞的β细胞受到刺激，释放胰岛素。胰岛
素合成起源于胰岛细胞内的胰岛素原（proinsulin）前体。胰岛素原由
两个多肽链（A链和B链）以及一个连接两个链的肽链（C肽）组成。在内质网中，胰岛素原的分子中，C肽被酶切除，形成胰岛素分泌颗粒，储存在β细胞内。当刺激物质（如葡萄糖）与β细胞的胰岛素受
体结合后，钙离子浓度升高，促使胰岛素分泌颗粒与细胞质融合，导
致胰岛素釋放入血液循環中。
胰岛素的功能与作用机制
胰岛素参与调节血糖水平的多个方面。首先，胰岛素能够促进肝脏
和肌肉组织中的葡萄糖的摄取。胰岛素能够增加葡萄糖转运蛋白（GLUT4）在细胞膜上的表达，从而增强细胞摄取葡萄糖的能力。其次，胰岛素还能够抑制肝脏中糖原分解的过程，减少葡萄糖的产生。
此外，胰岛素还能够促进脂肪组织对葡萄糖的摄取，从而导致血糖水
平的下降。胰岛素还能够抑制脂肪分解和蛋白质降解，促进体内脂肪
和蛋白质的合成。
糖病与胰岛素的关联
1. 类型1糖尿病（T1DM）
类型1糖尿病是由于胰岛细胞被破坏而导致的胰岛素分泌不足或无法分泌胰岛素。自身免疫反应、遗传因素以及环境因素都可能对胰岛细胞产生破坏作用。在T1DM患者中，胰岛细胞减少，导致胰岛素的合成和分泌都受到严重影响，血糖浓度上升。
胰岛素和C肽
C肽释放试验
C肽释放曲线
3 2.5
C-P（pmol/mL)
2 1.5 1 0.5 0 0 0.5 1 时间（h） 2 3
正常人 T1DM患者 T2DM患者
注意：
红细胞中存在胰岛素降解酶 ，当溶血后，胰岛素 降解酶释放出来，影响胰岛素的测定。 轻度溶血标本（Hb5g／L） 胰岛素浓度在25℃温度下3h内下降至原来的30％， 在4℃温度下3h内下降到原来的84％。 重度溶血标本（Hb20g／L） 胰岛素浓度在25℃温度下3h内下降至原来的4％， 在4℃温度下3h内下降到原来的35％；
谢 谢 大 家
胰岛素释放试验
Ins释放曲线
120
Ins(mIU/L)
100 80 60 40 20 0 0 0.5 1 2 3
1型糖尿病患者 正常人 2型糖尿病患者
时间（h)
I型糖尿病：患者胰岛β细胞遭到严重破坏 分泌胰岛素的功能明显低下无论是空腹或 饭后血清胰岛素常低于 5 mIU/L或测不出。 但经长期应用胰岛素的病人，因产生胰岛 素抗体使测定值偏低，这时可通过测定血 清中C-肽浓度，来了解β细胞的功能情况。 II型糖尿病：发病原因为胰岛素分泌异常 和（或）胰岛素作用受损，或胰岛素受体 缺陷， 分泌异常胰岛素等。患者胰岛素分 泌相对不 足， 释放反应迟钝。
检测C肽的作用 对已经用胰岛素治疗的病人，体内产生的 胰岛素抗体可干扰胰岛素测定；同时现在 采用的放免法测定胰岛素，也分辨不出是 内生的还是外源性胰岛素，给了解β细胞 的功能带来困难，而C肽与胰岛素之间有相 当稳定的比例关系，且不受胰岛素抗体的 干扰，注射的外源性胰岛素又不含C肽，所 以测定血中C肽水平，可以反应内生胰岛素 的水平，既可了解β细胞的功能。
糖尿病患者为什么要做胰岛素及C肽释放试验？
糖尿病患者为什么要做胰岛素及C肽释放试验？
对于糖友来说，日常需要检测空腹血糖、餐后血糖、睡前与凌晨，以及糖化血红蛋白（控制血糖的金标准，能够体现糖友2~3个月血糖控制的平均水平）。另外，还有两项检测也很重要，很多糖友可能比较少接触到，就是胰岛素和C肽的检测。
胰岛素是从胰岛β细胞分泌的一种能降低血糖的物质。胰岛β细胞合成胰岛素原后，分裂为胰岛素和C肽，二者以同等的数目释放入血循环中。
测定血中胰岛素及C肽浓度，可以了解胰岛素β细胞贮备功能。对于已经使用外源胰岛素治疗的糖友，体内可产生胰岛素抗体，干扰胰岛素测定；而测定血中C肽水平不仅可以准确地反应β细胞功能，而且可以弥补胰岛素测定的不足。做胰岛素及C肽释放试验除了可以观察β细胞分泌的动态变化、判断胰岛素功能外，还能指导临床糖尿病分型，避免盲目治疗。
胰岛素（INS）释放试验表现有哪些类型？
胰岛素释放实验是用口服葡萄糖使血糖升高而刺激胰岛β细胞分泌胰岛素，通过测定空腹及服糖后1小时、2小时、3小时血中胰岛素动态变化，来反映胰岛B细胞的功能状况，协助糖尿病的分型并确定治疗方案。
胰岛素释放试验结果曲线图可分以下3种类型：
1．胰岛素分泌不足型
为试验曲线呈低水平状态，表示胰岛素功能衰竭或遭到严重破坏，说明胰岛素分泌不足，多见于胰岛素依赖型糖尿病（1型糖尿病），需终身胰岛素治疗。
2．胰岛素分泌增多型
糖友空腹胰岛素水平正常或高于正常，刺激后曲线上升迟延，高峰在2小时或3小时，多数在2小时达到高峰，其峰值明显高于正常值，提示胰岛素分泌相对不足，多见于非胰岛素依赖型肥胖（2型糖尿病）者。该型糖友经严格控制饮食、增强运动、减轻体重或服用降血
C肽
C肽
C肽（C-Peptide）又称连接肽，是胰岛β细胞的分泌产物，它与胰岛素有一个共同的前体——胰岛素原。一个分子的胰岛素原经酶切后，裂解成一个分子的胰岛素和一个分子的C肽。
目录
1概念
2特点
3测定方法
4测定意义
5临床意义
▪糖尿病▪低血糖▪胰岛移植▪肝肾疾病▪临床价值▪尿C肽测定
一、概念
正常情况下，人胰岛细胞主要分泌产生并释放到血液中的是胰岛素，在产生胰岛素的一系列的过程中，胰岛细胞首先合成胰岛素原。胰岛素原是一条很长的蛋白质链，胰岛素原在酶的作用下被分解为三段，前后两段又重新联接，成为有A链和B链组成的胰岛素，中间一段独立出来，称为C肽。
二、特点
（1）在胰岛的β细胞的分泌中，Ins与C肽总克分子量相等。（2）胰岛素半衰期为4.8min,而C肽为11分钟胰岛素原为17.5分钟。（3）胰岛素在肝肾内分解而C肽不被分解是完整链从肾脏排出。（4） C
肽无生物学活性,但具有很强的种属特异性,与抗胰岛素无交叉免疫反应。由于胰岛素原的浓度还不到C肽的十分之一,故一般测得C肽(总C肽)可代表血中的游离C肽。
三、测定方法
目前国际上采用的标准用C肽来评价B细胞功能的试验为胰升糖素试验，即病人先抽空腹血测C肽，然后快速静脉注射1毫克的胰升糖素，第6分钟时抽血测定C肽，正常人C肽水平可较空腹血糖值升高3倍以上。1型糖尿病C肽水平较低，胰岛功能差者C肽增高幅度小于3倍。胰岛素测定及C肽测定都可作为糖尿病分型的依据。
化验室常用C肽测定方法有以下两种：
（1 ）血清C肽测定
正常人用放射免疫测定法测C肽，一般为0.3～0.6pmoL/mL，均值为0.56±0.29pmoL/mL,葡萄糖负荷试验后，高峰出现的时间与胰岛素一致，比空腹时高5～6倍。
胰岛素的合成、分泌和作用机制
胰岛素的合成、分泌和作用机制
胰岛素是由胰岛B细胞所分泌的，具有重要代谢调节作用的肽类激素。旱在19世纪末期,von Mering和Minkowski即指出，胰腺在抗糖尿病的作用中起重要作用。1909年和1917年，de Mayer和Sir Edward Sharpey—Schaffer分别命名这种胰岛内调节血糖水平的激素为“胰岛素”。直到20世纪20年代初期，加拿大人Banting、Best和Collip才真正分离出牛胰岛素，并稍后作为特效药应用于糖尿病患者。随后，结晶胰岛素的获得，氨基酸顺序的阐明，具生物活性的胰岛素的合成，胰岛素检测方法的建立，对胰岛素生物合成途径及分泌机制的认识，胰岛素受体的发现，均成为人类对胰岛素本身及相关疾病认识的里程碑。随着医学及相关科学的发展，特别是近年来分子生物学方法的广泛应用，人们对这个领域的认识突飞猛进，也推动了糖尿病学的迅速发展。
一、胰岛素的提取、纯化及结构特征
1．胰岛素的提取、纯化和检测早期，胰岛素是以乙醇或酸性乙醇溶液来抽提的，以这种方法抽提可使胰岛素从组织中溶解出来，并灭活蛋白酶。这种方法仍为现代提取方法的基础。在有机溶剂提取脂肪后．含胰岛素的酸性乙醇的抽提物可经盐析及等电点沉淀等分离，进一步作凝胶过滤，离子交换，高效液相色谱等纯化。以前曾一度认为以锌结晶方法可有助于胰岛素的纯化，现认为反复结晶仍不能去除胰岛中的其他成分，如胰升糖素、胰岛素原、胰岛素样类似物及部分降解的胰岛素片段，而且部分动物的胰岛素不能与锌结合或产生结晶。
基因重组胰岛素的生物合成技术可得到不含其他激素的较纯净的胰岛素，但仍常含有其他来自宿主细菌或真菌的蛋白质污染，经凝胶过滤和离子亲和层析后，可得到纯度高于99％的胰岛素。这种胰岛素对人的抗原性远小于来自动物的结晶胰岛素，不易产生抗体，更有利于糖尿病病情的控制。
糖尿病患者为什么要做胰岛素释放试验和C肽测定？
糖尿病患者为什么要做胰岛素释放试验和C肽测定？
糖尿病患者为什么要做胰岛素释放试验？
胰岛素是由胰岛β细胞分泌的一种降低血糖的激素，血糖升高时促进胰岛素分泌，胰岛素能够促进葡萄糖的利用而降低血糖。
当胰岛素绝对或相对不足或者胰岛素作用障碍时，糖的代谢和利用障碍，血糖浓度升高，导致糖尿病的发生。
胰岛素释放试验常常与口服葡萄糖耐量试验同步进行，患者应禁食8～12小时后于次日清晨空腹状态下采血。
口服75g无水葡萄糖(或100g标准面粉制作的馒头)后，使血糖升高以刺激胰岛β细胞释放胰岛素，通过测定空腹以及服糖后30分钟、60分钟、120分钟、180分钟的血清胰岛素水平来评估胰岛细胞的分泌能力。
正常人的胰岛素分泌与血糖值呈平行状态，血清胰岛素在30~60分钟后上升至高峰，高峰值为基础值的5~10倍，3~4小时应恢复到空腹基础水平。
患糖尿病后，无论是空腹胰岛素还是胰岛素释放试验分泌曲线均较常人有明显不同，原因有二：
一是胰岛素分泌减少，空腹胰岛素水平降低；
二是胰岛素分泌迟缓，高峰延迟。
其中1型糖尿病与2型糖尿病在胰岛素分泌曲线和空腹胰岛素水平上也有明显不同，各有特点。
1型糖尿病患者空腹血浆胰岛素水平明显低于正常，其基值一般在5mU/L以下，服糖刺激后其胰岛素释放也不能随血糖升高而上升。
2型糖尿病患者空腹胰岛素水平可正常，也可增高或稍低于正常，但往往高峰出现的时间延迟，如在服糖后2小时或3小时出现,呈分泌延迟高峰后移。
特别是肥胖的2型糖尿病患者，血浆胰岛素释放曲线明显高于正常，但低于同体重的非糖尿病患者的释放曲线。
C肽的测定和临床意义
C肽的测定和临床意义
LIA正常值：空腹：1.0±0。23ng/ml；当口服葡萄糖后，60分中出现高峰血值：3.1ng/ml
所谓C肽是指胰岛素原(由86个āā组成，分子量9000道尔顿，它的结构是由Ins及连接肽两部分组成，连接肽有35个āā组成）它在胰岛素原转化酶作用于分解时,与Ins的AB两链相接的CA1赖、CA2精、Bc1精及Bc2精等四个氨基酸分离形成的31个氨基酸的多肽。
正常人24小时尿中排出C肽为36±4ug。幼年型糖尿病者为1。1±0。5ug。;成年型糖尿病者为24±7ug。C肽清除率与肌酐清除率无明显关系。C肽的清除滤较Ins微高。C肽为5。1±0.6ml/min,后者为1.1±0。2ml/min.每日C肽排出量相当于胰岛分泌量的5％,占Ins
总量的0.1%，因此C肽的测定可应用于临床.
C肽具有如下特点：(1）在胰岛的ß细胞的分泌中,Ins与C肽总克分子量相等。(2)胰岛素半衰期为4.8min，而C肽为11分钟胰岛素原为17.5分钟。（3）胰岛素在肝肾内分解而C肽不被分解是完整链从肾脏排出。（4） C肽无生物学活性,但具有很强的种属特异性,与抗胰岛素无交叉免疫反应。.由于胰岛素原的浓度还不到C肽的十分之一，故一般测得C肽(总C肽)可代表血中的游离C肽。
C肽测定的临床意义：
（1）可反映机体胰岛ß细胞的分泌功能，特别是对外源性胰岛素治疗的病人,可测定C肽,因为外源性胰岛素制剂中不含C肽，以及ß—细胞分泌时胰岛素和C肽分子数相等.经临床上同时测定血清胰岛素和C肽浓度是平行相关的。由此可推断内源性胰岛素分泌情况。
《胰岛素和C肽》课件
C肽在一定浓度范围内可以增强胰岛素的生物活性，但高浓度的C 肽则可能产生拮抗作用。
03
胰岛素和C肽的检测与临 床应用
胰岛素和C肽的检测方法
胰岛素检测
通过抽取静脉血液样本，采用放射免疫法、化学发光法等检测方法，测定血液 中胰岛素的含量。
C肽检测
同样通过抽取静脉血液样本，采用放射免疫法、化学发光法等检测方法，测定 血液中C肽的含量。
胰岛素的作用
胰岛素是人体内唯一能够降低血 糖的激素，通过促进葡萄糖的摄 取和利用，抑制糖异生等途径来 维持血糖的稳定。
C肽的发现和作用
C肽的发现
C肽是在1963年由瑞典科学家发现的 ，它是胰岛素原在蛋白水解酶的作用 下裂解出的一个片段。
C肽的作用
C肽没有生物活性，但可以作为评估胰 岛功能的指标，通过测量C肽水平可以 了解胰岛细胞分泌胰岛素的能力。
个体化治疗
根据胰岛素和C肽的检测结果，可以为患者制定个体化的治疗 方案，提高治疗效果和生活质量。
04
胰岛素和C肽的研究进展
胰岛素和C肽的基因研究
胰岛素基因的克隆和表达
胰岛素基因的克隆和表达是研究胰岛素的重要基础，有助于深入了解胰岛素的合成和分 泌机制。
C肽基因的结构和功能
C肽是胰岛素的共轭肽，研究C肽基因的结构和功能有助于理解其在胰岛素合成和分泌 中的作用。
胰岛素释放、C肽释放和糖耐量实验
C肽释放试验之马矢奏春创作
C肽是胰岛β细胞的分泌产品，它与胰岛素有一个共同的前体——胰岛素原。一个分子的胰岛素原在特殊的作用下，裂解成一个分子的胰岛素和一个分子的C肽，因此在理论上C肽和胰岛素是等同分泌的，血中游离的C肽生理功能尚不很清楚，但C肽不被肝脏破坏，半衰期较胰岛素明显为长，故测定C肽水平更能反应β细胞合成与释放胰岛素功能。
对已经用胰岛素治疗的病人，体内发生的胰岛素抗体可干扰胰岛素测定；同时现在采取的放免法测定胰岛素，也分辨不出是内生的还是外源性胰岛素，给了解β细胞的功能带来困难，而C 肽与胰岛素之间有相当稳定的比例关系，且不受胰岛素抗体的干扰，注射的外源性胰岛素又不含C肽，所以测定血中C肽水平，可以反应内生胰岛素的水平，既可了解β细胞的功能。
1、C肽释放试验的做法与注意事项与葡萄糖耐量试验，胰岛素释放试验相同，它的临床意义是：
（1）测定C肽，有助于糖尿病的临床分型，有助于了解患者的胰岛功能。
（2）因为C肽不受胰岛素抗体干扰，对接受胰岛素治疗的患者，可直接测定C肽浓度，以判定患者的胰岛β细胞功能。
（3）可鉴别低血糖的原因。若C肽超出正常，可认为是胰岛素手泌过多所致，如C肽低于正常，则为其它原因所致。
（4）C肽测定有助于胰岛细胞瘤的诊断及判断胰岛素瘤手术效
果，胰岛素瘤血中C肽水平偏高，若手术后血中C肽水平仍高，说明有残留的瘤组织，若随访中C肽水平不竭上升，揭示肿瘤有复发或转移的可能。
空腹1h 2h 3h
正常±±±±
1型DM ±±±±
2型DM ±±±±
胰岛素释放试验（Ins）就是令病人口服葡萄糖或用馒头来刺激胰岛β细胞释放胰岛素，通过测定空腹及服糖后1小时、2小时、3小时的血浆胰岛素水平，来了解胰β细胞的储备功能，也有助于糖尿病的分型及指导治疗。
综述C肽部分
关于C肽及其相关研究的综述
摘要：
C肽是胰岛素原中连接胰岛素A链和B链的一段由30个氨基酸组成的肽链，几年来关于C肽的生物学功能越来越重视，并且C肽在评估糖尿病及相关并发症上有着重要意义。本文就C肽分子性质以及其相关研究：胰岛素、糖尿病以及化学发光在C肽测量方面的应用进行相关综述并作出展望。
关键词：C肽胰岛素糖尿病化学发光免疫
1.C肽的相关特性及研究进展
1.1 C肽的基本结构及性质
C肽是胰脏中β胰岛细胞合成的胰岛素原的一部分，在从胰岛细胞分泌之前，胰岛素原大多以一个86分子氨基酸的多肽形式存在，其中包括由两个胱氨酸连接的多肽，一个是51个氨基酸分子的胰岛素，分别是21个氨基酸的A链和30个氨基酸的B链，，另一个是30个氨基酸分子的C肽以及两外两个2肽[2]。由于C肽在胰岛素原分子中连接着胰岛素A链和B链，因此被称作"connecting peptide",即C-肽[2]。
C肽和胰岛素是等量分泌的，但是C肽在血液中的浓度却远远高于胰岛素。主要原因有以下几点：（1）C肽不同于胰岛素，它不经过肝脏代谢而是经过肾脏被排出体外并且C肽在体内能发生的交叉反应非常少；（2）C肽的半衰期为大于30分钟而胰岛素的半衰期只有5~7分钟[3]；（3）胰岛素易受溶血影响使得测量结果会降低，但是从至今报到来看并未发现C肽也受到溶血的影响[4]。
1.2 C肽的生物学特性
自1967年发现C肽的以来，人们最初只认为是起着连接胰岛素作用的一段氨基酸多肽，仅仅起到促进胰岛素形成的作用而无其他生物活性。但是随着后来的研究发现事实并非如此，C肽在多种不同细胞及器官的生命过程中都扮演者重要的角色，在糖尿病方面C肽同样具有着一些重要的生物学特性[5]。
胰岛素的合成、分泌和作用机制
胰岛素的合成、分泌和作用机制
胰岛素是由胰岛B细胞所分泌的，具有重要代谢调节作用的肽类激素。旱在19世纪末期,von Mering和Minkowski即指出，胰腺在抗糖尿病的作用中起重要作用。1909年和1917年，de Mayer和Sir Edward Sharpey—Schaffer分别命名这种胰岛内调节血糖水平的激素为“胰岛素”。直到20世纪20年代初期，加拿大人Banting、Best和Collip才真正分离出牛胰岛素，并稍后作为特效药应用于糖尿病患者。随后，结晶胰岛素的获得，氨基酸顺序的阐明，具生物活性的胰岛素的合成，胰岛素检测方法的建立，对胰岛素生物合成途径及分泌机制的认识，胰岛素受体的发现，均成为人类对胰岛素本身及相关疾病认识的里程碑。随着医学及相关科学的发展，特别是近年来分子生物学方法的广泛应用，人们对这个领域的认识突飞猛进，也推动了糖尿病学的迅速发展。
一、胰岛素的提取、纯化及结构特征
1．胰岛素的提取、纯化和检测早期，胰岛素是以乙醇或酸性乙醇溶液来抽提的，以这种方法抽提可使胰岛素从组织中溶解出来，并灭活蛋白酶。这种方法仍为现代提取方法的基础。在有机溶剂提取脂肪后．含胰岛素的酸性乙醇的抽提物可经盐析及等电点沉淀等分离，进一步作凝胶过滤，离子交换，高效液相色谱等纯化。以前曾一度认为以锌结晶方法可有助于胰岛素的纯化，现认为反复结晶仍不能去除胰岛中的其他成分，如胰升糖素、胰岛素原、胰岛素样类似物及部分降解的胰岛素片段，而且部分动物的胰岛素不能与锌结合或产生结晶。
基因重组胰岛素的生物合成技术可得到不含其他激素的较纯净的胰岛素，但仍常含有其他来自宿主细菌或真菌的蛋白质污染，经凝胶过滤和离子亲和层析后，可得到纯度高于99％的胰岛素。这种胰岛素对人的抗原性远小于来自动物的结晶胰岛素，不易产生抗体，更有利于糖尿病病情的控制。
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胰岛素原C肽作用机制
在胰岛β细胞分泌颗粒中，胰岛素原经蛋白酶裂解，形成等摩尔由AB链组成的胰岛素和C肽，然后分泌并进入血液。C肽的种族差异很大，其中人C肽含31个氨基酸。在胰岛素原分子中C肽对胰岛素原分子的折叠、二硫键的正确配对等分子结构的形成起重要作用，而血液中游离C肽的生理功能却一直不清楚。近来的研究发现，给予I型糖尿病大鼠超生理剂量的人C肽配伍胰岛素治疗，能防止血管、神经机能障碍，长期（3个月）给予胰岛素配伍C肽，可使I型糖尿病病人减少尿白蛋白排泄率，改善肾功能和自主神经及感觉神经障碍。C肽的这些改善糖尿病并发症的作用与其刺激Na+，K+-ATPase和内源NO合成酶的活性相关。
1. C肽及其类似物对血管功能的影响
用30mmol/L葡萄糖诱导皮室肉芽组织模型（从大鼠后腿下部任一侧取下一块直径约2cm的圆形皮肤并将其边缘缝在塑料小室上，一周后用于实验）形成血管机能障碍，即血流量改变，然后给予100nmol/L浓度的C肽及其类似物，观测这些肽的活性。结果显示，大鼠C肽和人的C肽活力相似，这可能与二者之间序列的高度同源性有关；反身氨基酸顺序的C肽效果与天然C肽一致时没有活力；均由D型氨基酸构成的人C肽，在放射免疫分析中，对天然C肽识别灵敏度高达10pmol/L的多克隆抗体无法识别1nmol/L的D型C肽，但其功效仍与天然C肽一致。因此，Ido等人认为决定C肽生物活性的是氨基酸排列顺序，而非肽键的方向或手性，从而提出C肽可能不是与立体专一性受体结合起作用，而是类似于抗菌肽如cecropins，非手性地与膜脂质作用来行使其生理功能。
2. C肽及其类似物对Na+-K+-ATPase活性影响
大鼠C肽在浓度10-8-10-6mol/L，同时Na+处于不饱和浓度时，能够增强正常大鼠肾小管Na+，K+-ATPase活性。Ohtomo等人利用合成大鼠C肽及其类似物，通过研究其对正常大鼠近曲小管Na+-K+-ATPase活性的影响，以确定其活性部位。结果显示其C端是一个活性部位，其C端4肽和5肽有92%和103%的活力（相对于完整的C肽分子），而去（27-31）后的C肽则无活力。合成的人C端5肽（EGSLQ），其中两残基与鼠的C端（EV ARQ）相同，具有75%的活力。非末端的中部序列相对于完整的C肽，具有35%-80%的活力。中部的2个或3个Gly序列仅轻微刺激Na+-K+-ATPase活性，非天然的2、3、4或5个Ala序列无可测得的活力，但D-LG却有72%的活性。
3. C肽与G蛋白偶联受体
肾小管用百日咳毒素预先处理，则C肽增强肾小管Na+-K+-ATPase活性的能力被阻断，当有FK506（Ca2+-钙调蛋白依赖的磷酸酶2B）存在时，也出现这种情况。以上结果暗示C肽刺激Na+，K+-ATPase活性，可能是通过激活与对百日咳毒素敏感的G蛋白偶联体的受体以及Ca2+依赖的细胞内信号传导途径。通过荧光相关光谱（fluores-cence correlation spectrocopy）技术，有人研究了C肽与细胞膜的结合。在单分子检测灵敏度的情况下测定配体与膜的结合，发现了荧光标记的C肽特异地结合于几种人细胞表面（四甲基若丹明标记，通过琥珀酰亚胺酯衍生物连接），并且在低纳摩尔浓度下与细胞表面的结合就达到了饱和。Scatchard 作图分析它与肾小管细胞的结合，显示存在高亲和力，Kass>3.3×109（mol/L）-1。过量未标记的C肽可以竞争下来荧光标记的C肽，解离常数为4.5×10-4s-1。C端五肽同样可以取代膜结合的C肽，表明该片段为配体的膜结合部分。顺序打乱但氨基酸组成与天然C 肽一致以及D型C肽不能竞争膜结合的荧光标记的C肽。同样，胰岛素、IGF-I、IGF-II和
胰岛素原也不能竞争膜结合的荧光标记C肽。从C肽与培养的肾小管细胞、皮肤纤维细胞和隐静脉的内皮细胞结合来看，肾小管细胞单位细胞表面积结合位点最多。相反，脐带血管内皮细胞不与C肽结合，这与C肽能够刺激主动脉内皮细胞NO合酶活性，而对脐带血管内皮细胞NO合酶活性无影响是一致的。用百日咳毒素（已知它可以修饰G蛋白偶联受体）处理细胞，则这种结合停止，说明C肽结合到人细胞膜G蛋白偶联受体，然后激活Ca2+依赖的细胞内信号通道，导致增强Na+-K+-ATPase和内源NO合酶的活性。但目前的发现并不排除超生理剂量的C肽可能与膜脂质作用发挥功能。
用同位素标记的方法分析配体受体结合，即在C肽N端加上125I标记的Tyr，看它与肾小管细胞的结合，结果检测不到这种结合；而用FCS技术能够检测到这种结合。这说明用FCS 分析方法比放射性标记更加灵敏。
4. C肽与脂囊和脂微团的作用
在Ido等人提出C肽可能通过非手性地与膜脂质作用发挥生理功能后不久，就有人采用人工模拟细胞膜的方法来验证。他们制备的脂囊有脂微团，其中相对的脂浓度以质量百分比表示，PC为磷脂酰胆碱、PG为磷脂酰甘油、PS为磷脂酰丝氨酸、LPC为溶血磷脂酰胆碱、LPS 为溶血磷脂酰丝氨酸，含有溶血磷脂的混合物形成脂微团，其它的混合物形成脂囊。为了证明C肽是否插入脂双层形成离子通道，他们用圆二色散（CD）技术研究C肽与脂囊/脂微团的溶液中，其CD光谱没有明显的变化，即二级结构无变化，这说明C肽不会插入脂双层，否则它从极性溶液进入非极性膜时二级结构将发生变化。C肽与由PC:PS=4:1和10%胆固醇组成的脂囊在pH5条件下混合，上凝胶过滤柱，C肽与脂质体没有同时迁移，而是在不同时间洗脱下来，这说明C肽不会和脂囊结合。以上CD和凝胶过滤柱层析的结果都说明C 肽并非在膜脂质上形成离子通道发挥作用，这与C肽序列本身不含有能够形成通道的肽的特征是一致的。可能C肽可以与膜或膜蛋白发生瞬间的作用以调节它们的功能，但上面的数据表明生理浓度下C肽与膜不可能形成稳定的物理联系。
与脂囊和脂微团作用的实验说明，C肽不是通过和膜的非手性作用发挥生理作用的，尽管它在超生理浓度下可能与膜发生瞬间的作用。而荧光相关光谱技术得到的数据支持了C肽通过膜结合的受体立体专一性结合起作用。从C肽及类似物对肾小管Na+-K+-ATPase活性影响，显示C端五肽具有完整C肽的活性，与其它生物活性肽类似，很可能C端五肽是受体结合部位；中间段肽有一定的活性，但没有C端强，而去（27-31）后的C肽则无活力，中间包含Gly部分在少于10个残基时有活性，但随着身N端或C端延伸，活力降低，这不是典型的受体作用方式，说明C肽可能通过几种复杂模式或间接方式发挥作用。
总之，C肽联合胰岛素能够改善I型糖尿病大鼠糖尿病并发症以及I型糖尿病病人肾功能和自主神经及感觉神经障碍等糖尿病并发症，说明C肽有望成为治疗糖尿病并发症的药物，将为广大糖尿病患者带来福音。