磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)是cAMP和cGMP介導的信號通路中重要的調控因子。根據與底物的親和力、自身的生理生化特性,以及對抑制劑敏感程度的不同,PDE共分為11個家族。其中磷酸二酯酶3(phosphodiesterasetype3,PDE3)家族包括磷酸二酯酶3A(phosphodiesterasetype3A,PDE3A)和磷酸二酯酶3B(phosphodiesterasetype3B,PDE3B)兩個亞型,二者對cAMP和cGMP都具有高度的親和性,并以一種相互競爭的方式水解cAMP和cGMP成為5'-AMP和5'-GMP。近些年的研究表明PDE3B在調節胰島素誘導的抗脂解、抗糖原水解、葡萄糖轉運以及胰島素分泌等生理過程中起著舉足輕重的作用。

PDE3B主要在脂肪細胞和胰腺細胞中表達。在脂肪細胞中,PDE3B參與調控葡萄糖轉運、抗脂解和胰島素分泌等生理過程;在胰腺β細胞中,PDE3B抑制劑可通過增加cAMP濃度刺激胰島素分泌;在原骨髓細胞(promyeloidcell)中,PKB引起的PDE3B磷酸化能刺激DNA合成。因為PDE3B是脂肪細胞中可被胰島素激活的主要亞型,所以PDE3B又被稱作脂肪細胞PDE3。研究證明,脂肪細胞中調控cAMP的因子參與胰島素誘導的葡萄糖濃度上升,以及GLUT-4的跨膜轉運。PDE3B在脂肪細胞中可能的信號通路:胰島素(insulin)-胰島素受體(IR)-胰島素受體底物(IRS)-PI3K-PIP3-PDK1/2-Akt/PKB-PDE3B-cAMP-PKA途徑/非PKA途徑-GLUT-4跨膜轉運/葡萄糖濃度升高/脂肪生成。

研究發現,酶活性降低的PDE3B基因突變體能夠刺激胰腺β細胞產生胰島素,并促進內臟脂肪累積和門靜脈中游離脂肪酸(freefattyacid,FFA)濃度升高,最終導致肝臟和脂肪組織出現胰島素抵抗。內臟脂肪累積被認為是導致胰島素抵抗的原因之一,它通過增加FFA濃度和腫瘤壞死因子(tumornecro-sisfactor,TNF)表達來發揮作用。

PDE3B作為PDE3家族的一員,在調節胰島素誘導的抗糖原水解、抗脂解、葡萄糖轉運等過程中發揮著重要作用。PDE3B功能缺陷可能導致由胰島素抵抗引起的2型糖尿病、肥胖癥等疾病。臨床上影響PDE3B活性的藥物已經用于治療這些疾病,但目前有關這些藥物影響PDE3B活性的具體機制仍不清楚,進一步研究會對治療2型糖尿病和肥胖癥有重大意義。