Cytoskeletal dependence of insulin granule movement dynamics in INS-1 beta-cells in response to glucose.
Cytoskeletal dependence of insulin granule movement dynamics in INS-1 beta-cells in response to glucose.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0109082
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Warshaw DM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Heaslip AT;Nelson SR;Lombardo AT;Beck Previs S;Armstrong J;Warshaw DM
为了使胰腺β细胞在血糖升高时分泌胰岛素，必须将保留在质下间隙的胰岛素颗粒运送到质膜上的分泌部位。利用超分辨率STORM成像和活细胞TIRF显微镜的结合，我们研究了INS-1 β细胞中肌动蛋白和微管细胞骨架的组织和动力学如何参与这一过程。gfp标记的胰岛素颗粒显示3种不同的运动模式（静止、扩散和定向）。在基础低糖条件下，弥漫性运动占主导地位。葡萄糖刺激没有观察到肌动蛋白细胞骨架的重排，但微管聚合的速率增加；2)扩散运动速率；3)基于微管定向运动的颗粒比例。通过药理学干扰肌动蛋白和微管细胞骨架，我们确定了微管依赖的颗粒运输发生在质下间隙，而肌动蛋白细胞骨架在基础条件下限制了这种运输，当胰岛素分泌需要被抑制时。
For pancreatic β-cells to secrete insulin in response to elevated blood glucose, insulin granules retained within the subplasmalemmal space must be transported to sites of secretion on the plasma membrane. Using a combination of super-resolution STORM imaging and live cell TIRF microscopy we investigate how the organization and dynamics of the actin and microtubule cytoskeletons in INS-1 β-cells contribute to this process. GFP-labeled insulin granules display 3 different modes of motion (stationary, diffusive-like, and directed). Diffusive-like motion dominates in basal, low glucose conditions. Upon glucose stimulation no gross rearrangement of the actin cytoskeleton is observed but there are increases in the 1) rate of microtubule polymerization; 2) rate of diffusive-like motion; and 3) proportion of granules undergoing microtubule-based directed motion. By pharmacologically perturbing the actin and microtubule cytoskeletons, we determine that microtubule-dependent granule transport occurs within the subplasmalemmal space and that the actin cytoskeleton limits this transport in basal conditions, when insulin secretion needs to be inhibited.
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