旁分泌因子对胰岛δ细胞中Cav1.2、Cav1.3和Cav2.3的表达调控

摘要

糖尿病是以胰岛素分泌不足、胰岛素抵抗或者两者兼有而导致血糖升高为显著特征的代谢紊乱性疾病。近年来，随着科技进步，人们的生产和生活方式发生了重大变化，体力活动减少而热量摄入增加，糖尿病的发病率逐年升高。胰岛在血糖稳态调节中起着十分重要的作用，居于核心地位，其功能缺陷是糖尿病发生发展的重要因素。胰岛中至少包含5种类型的内分泌细胞:数量最多β细胞构成胰岛的核心，约占70％，主要分泌胰岛素(Insulin);其次是α细胞，约占20％，主要分泌胰高血糖素(Glucagon);再次是δ细胞，约占5％，主要分泌生长抑素(Somatostatin);此外还有ε细胞分泌饥饿激素(Ghrelin)和pp细胞分泌胰多肽(Pancreatic polypeptide)。
　　在人类胰岛中大多数胰岛β细胞与α细胞或δ细胞紧密相邻，不同类型的细胞通过旁分泌作用互相影响构成胰岛微循环网络，共同调节胰岛素和胰高血糖素分泌的相对比例和水平，从而保证机体在不同的生理环境下维持血糖代谢平衡。如β细胞分泌的胰岛素和γ-氨基丁酸(GABA)能够抑制α细胞分泌胰高血糖素;α细胞分泌的胰高血糖素能够刺激β细胞分泌胰岛素和δ细胞分泌生长抑素;δ细胞分泌的生长抑素能够抑制胰岛素和胰高血糖素的分泌。
　　旁分泌作用紊乱会导致胰岛微循环回路的瓦解破坏，进而导致糖代谢紊乱，这是糖尿病发生发展的重要原因。例如，胰岛β细胞分泌的重要旁分泌因子UCN3的丧失会导致生长抑素介导的胰岛δ细胞和β细胞负反馈调节回路的功能失调，导致葡萄糖诱导胰岛素释放反应的异常，进一步引发糖尿病的发生。
　　δ细胞分泌生长抑素能够负性调节胰岛素和胰高血糖素的分泌，降低血液中两种激素水平，也是胰岛中重要的旁分泌因子。近年来δ细胞在维持体内血糖代谢平衡方面的重要作用受到越来越多的关注，成为糖尿病研究领域的热点之一。研究发现生长抑素的分泌受到细胞内Ca2+和cAMP的调节。葡萄糖诱导的生长抑素分泌主要依赖于钙致钙释放(CICR)，而且R型钙通道和L型钙通道在其中起重要作用。R型钙通道Cav2.3敲除小鼠（Cav2.3-/-）的胰岛中，葡萄糖诱导的生长抑素分泌量相比野生型减少75％。β细胞分泌的旁分泌因子UCN3能够增强葡萄糖刺激引起的δ细胞生长抑素分泌，而L型钙通道阻断剂伊拉地平(isradipine)能够消除UCN3的增强作用。实验室最新的研究表明持续的UCN3刺激能够降低CRL4B-PRC2复合体的表达水平，减轻了CRL4B-PRC2复合体对δ细胞中Cav1.2表达的抑制作用，使Cav1.2表达水平升高，进而促进生长抑素的分泌。除UCN3外，胰岛素和GABA也是β细胞分泌的重要旁分泌因子。因此本文主要探讨β细胞分泌的旁分泌因子胰岛素和GABA是否能够调控δ细胞中Cav1.2、Cav1.3和Cav2.3的表达，并对胰岛素调控Cav1.2表达的信号通路机制进行初步研究。
　　研究目的:
　　研究旁分泌因子对胰岛δ细胞Cav1.2、Cav1.3和Cav2.3的表达调控。
　　研究方法:
　　1.RT-PCR和q-RT-PCR检测在胰岛素、GABA和UCN3刺激下δ细胞中Cav1.2、Cav1.3和Cav2.3mRNA水平的变化。
　　2.WESTERN BLOT检测在胰岛素、GABA和UCN3刺激下δ细胞中Cav1.2、Cav1.3和Cav2.3蛋白表达水平的变化。
　　3.WESTERN BLOT检测δ细胞在胰岛素刺激下ERK1/2和AKT的磷酸化水平的变化。
　　4.RT-PCR和q-RT-PCR检测在胰岛素与ERK1/2阻断剂U0126或AKT阻断剂MK2206共同孵育下δ细胞中Cav1.2mRNA水平的变化。
　　5.WESTERN BLOT检测在胰岛素与ERK阻断剂U0126或AKT阻断剂MK2206共同孵育下δ细胞中Cav1.2蛋白水平的变化。
　　6.膜片钳电生理检测δ细胞钙电流。
　　研究结果:
　　1.持续的胰岛素和UCN3刺激均能使δ细胞中Cav1.2的mRNA水平明显升高，持续的GABA刺激使Cav1.3和Cav2.3mRNA水平明显升高。
　　2.持续的胰岛素和UCN3刺激均能使δ细胞中Cav1.2的蛋白表达显著升高，持续的GABA刺激使Cav1.3和Cav2.3的蛋白表达显著升高。
　　3.胰岛素刺激下δ细胞中ERK和AKT的磷酸化水平有明显变化。
　　4.ERK阻断剂U0126能够明显抑制胰岛素对δ细胞中Cav1.2的表达调控，而AKT的阻断剂MK-2206则无明显抑制作用。
　　5.膜片钳电生理可以检测到δ细胞的钙电流。
　　研究结论:
　　1.持续的UCN3和胰岛素刺激使δ细胞中的Cav1.2表达量显著升高。
　　2.持续GABA刺激使δ细胞中的Cav1.3和Cav2.3表达量显著升高。
　　3.ERK阻断剂U0126能够显著降低胰岛素对δ细胞中的Cav1.2调控作用。胰岛素可能通过MAPK-ERK通路调控δ细胞中的Cav1.2的表达。

目录

声明

摘要

符号说明

前言

实验材料

方法

结果

1．旁分泌因子刺激下δ细胞中Cav1．2、Cav1．3和Cav2．3 mRNA水平的变化

2．旁分泌因子刺激下δ细胞中Car1．2、Cav1．3和Cav2．3蛋白表达水平的变化

3．δ细胞在胰岛素刺激下ERK和AKT的磷酸化水平升高

4．ERK阻断剂U0126可以显著阻断胰岛素对δ细胞中Cav1．2和Car2．3的调控作用

5．AKT阻断剂MK-2206不能阻断胰岛素对δ细胞中Cav1．2和Cav2．3的调控作用

6．膜片钳电生理检测δ细胞钙电流

讨论

结论

参考文献

致谢

硕士在读期间发表的论文