胰岛素受体INSR
2025-07-18
来源:
Mabnus
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胰岛素受体(Insulin receptor,INSR),CD220属于受体酪氨酸激酶(RTK)家族成员,是介导胰岛素信号转导的关键膜蛋白,主要表达于肝、肌、脂肪等组织,介导胰岛素信号,调控代谢及细胞生长,与肿瘤相关。

INSR的表达分布

INSR主要在胰岛素代谢作用的靶组织中表达,主要表达于肝脏、骨骼肌和脂肪组织,直接介导胰岛素的代谢调控作用(如血糖摄取、糖原合成)。不过它们在周围神经、肾脏、肺泡、胰腺腺泡、胎盘血管内皮、成纤维细胞、单核细胞、粒细胞、红细胞和皮肤中也有表达。这种广泛的表达模式反映了胰岛素在维持全身代谢稳态、细胞生长及肿瘤发生中的核心作用。

胰岛素受体INSR

(数据来源 uniprot)

INSR的功能

代谢调控核心:结合胰岛素后激活下游信号通路,促进葡萄糖摄取(通过GLUT4转运至细胞膜)、糖原合成、蛋白质合成,维持血糖稳态。

细胞生长与分化:参与细胞增殖、分化及存活,影响组织发育(如胚胎期垂体发育依赖转录因子Pax6调控)。

神经功能:近年研究发现其表达于脑神经干细胞,对干细胞寿命和大脑功能(如神经元再生)至关重要,可能关联阿尔茨海默病等神经退行性疾病。

在脂肪细胞中的作用:在脂肪细胞中,该受体能够抑制脂肪分解。

INSR的结构

INSR是由INSR基因编码的长度为1382 AA,分子量约156 kDa的Ⅰ型跨膜蛋白,属于酪氨酸激酶受体家族。INSR的前体蛋白水解为α、β链,形成α₂β₂异源四聚体,亚基间以二硫键连接。四聚体的INSR通过两条α链的非同源区域结合胰岛素,主要借助第一条 INSR α链的C端区域。另一条 INSRα链富亮氨酸的N端残基也对该胰岛素结合位点有贡献。第二个胰岛素结合位点由 Ⅲ 型纤连蛋白结构域1和2连接处的残基构成。β亚基:具酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性,胞内段含ATP结合位点及自磷酸化位点。

胰岛素受体INSR

(数据来源:AlphaFold)

INSR的信号通路

PI3K-AKT通路:磷酸化IRS→激活PI3K→生成PIP3→激活AKT→促进GLUT4囊泡转运至膜,增加葡萄糖摄取,抑制凋亡(磷酸化BAD),调控糖异生/脂合成酶(通过FOX转录因子)。异常机制:氧化应激或IRS丝氨酸/苏氨酸过度磷酸化可抑制此通路,导致胰岛素抵抗。

Ras-MAPK通路:驱动细胞生长与分化,与肿瘤发生相关(如胶质母细胞瘤依赖INSR存活)。

胰岛素受体INSR

(数据来源 James DE, et al. Nat Rev Mol Cell Biol. 2021.)

INSR与疾病

Ⅱ型糖尿病:核心机制为胰岛素抵抗,即靶细胞对胰岛素敏感性下降,导致血糖升高(占全球糖尿病90%以上)。

严重遗传性糖尿病:(a)A型胰岛素抵抗综合征(如Rabson-Mendenhall综合征):INSR基因突变致受体失活,引发极度胰岛素抵抗、高血糖及黑棘皮症。(b)Donohue综合征(矮妖貌综合征):致死性INSR突变,伴发育畸形及寿命缩短。

自身免疫疾病:B型胰岛素抵抗综合征:抗INSR抗体阻断信号传递,导致顽固性高血糖与低血糖交替。

代谢综合征:胰岛素抵抗促进血脂异常、高血压及动脉粥样硬化。

神经退行性疾病:脑内INSR信号受损可能加剧阿尔茨海默病(脑胰岛素抵抗假说)。

 胰岛素受体INSR

(数据来源 James DE, et al. Nat Rev Mol Cell Biol. 2021.)

INSR的靶向治疗

德谷胰岛素是由惠升生物制药股份有限公司研发的一款靶向INSR的生物类似药。其主要的作用机制是作为INSR的激动剂,通过模拟胰岛素的作用,直接与胰岛素受体结合,激活其下游的信号通路,用于治疗Ⅱ型糖尿病。于2024年8月5日中国批准上市。

胰岛素受体INSR

(数据来源:https://www.chemicalbook.com.)

德谷门冬双胰岛素是由惠升生物研发的一款靶向INSR的生物类似药。其主要的作用机制与德谷胰岛素相似同为INSR激动剂,用于治疗Ⅱ型糖尿病。于2024年7月30日中国批准上市。

甘精胰岛素生物类似药是由合肥天麦生物科技发展有限公司研发的一款靶向INSR,作用机制为INSR激动剂,于2024年6月18日中国批准上市。

胰岛素受体INSR

(数据来源智慧芽)

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胰岛素受体INSR

胰岛素受体INSR