胰岛beta细胞上的两类不同的囊泡快速回收机制研究

批准号:
31570839
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
陈良怡
依托单位:
学科分类:
C0503.细胞感应与环境生物物理
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
袁天一、王意、亢飞、郑晓璐、维力斯、朱文桢
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中文摘要
在可兴奋细胞中,存在着与神经递质或激素释放相耦联的快速胞吞,是维持神经递质或者激素持续释放的先决条件,但是其发生分子机制、回收蛋白种类以及动力学过程并不清楚。申请人前期结果揭示了胰岛beta细胞存在两类快速回收机制,一类是依赖于网格蛋白的胞吞,是网格蛋白小窝沿着细胞质膜下的微管网络,在分泌位点附近的局部甘油二酯指引下运动到分泌位点的过程;另一类是不依赖于网格蛋白的胞吞,依赖于肌动蛋白的新聚合蛋白mDia1。本申请将基于这些前期结果,进一步阐明这两种快速胞吞耦合到胰岛素分泌的机制,研究不同囊泡蛋白通过不同胞吞途径分选、回收、再利用的差异。另一方面,基于相应的基因敲除小鼠模型,我们还将研究这些快速胞吞过程的缺失对胰岛细胞功能的影响以及它们对整体血糖调控的影响。这些研究将有可能揭示糖尿病发病过程中胰岛beta细胞数量和功能发生变化的新机制,也将为神经细胞上的类似热点研究提供研究思路和重要工具。
英文摘要
In excitable cells, tight spatiotemporal coupling of exocytosis with fast vesicle recycling processes is quintessential to sustain vesicle release and surface membrane protein homeostasis during intense stimulation. The molecule mechanisms underlying such spatiotemporal coupling have remained a mystery for decades. Our previous work have revealed two types of fast vesicle recycling pathways in pancreatic beta cells: one is a fast clathrin-mediated endocytosis (CME) , dependent on the hopping of clathrin-coated pits along cortical microtubules and guided by local diacylglycerol concentration elevation to vesicle fusion sites upon exocytosis; the anotehr is a fast, mDia1-dependent, clathrin-independent endocytosis (CIE). Base on these studies, we propose to study how these two endocytic processes are coupled to the insulin secretion, and how different cargo proteins are differentiated sorted, recycled and reused by different pathways. Furthermore, we will use knock-out mice models to study effects of deficiency of CME or CIE on primary beta cell function and blood glucose regulation of the whole animal. These studies will reveal a new type of mechanism underlying the beta-cell mass and function changed during diabetes progression, and shed light on similar processes in neurons.
在研究beta细胞分泌过程中,为了更清楚的在分子细胞水平上看清楚囊泡分泌的融合孔道,我们开发了超快海森结构光超分辨率显微镜,也观察到活细胞中葡萄糖代谢时的线粒体内嵴动态变化;为了看清楚与胰岛素分泌偶联的快速胞吞新机制,发明了多角度全内反射显微镜并揭示了快速胞吞的机制,以及其缺陷可能会导致糖尿病发病过程中b细胞的功能下降和细胞凋亡;为了在斑马鱼以及小鼠在体观察胰岛功能,我们发明了双光子三轴扫描光片显微镜和高分辨率微型化双光子显微镜,发现胰岛中的alpha和beta细胞相对数量和功能的比例变化是糖尿病发病早期血糖调控异常的重要原因,并揭示胰岛β细胞功能成熟是受局部葡萄糖水平以及NFAT-calcineurin信号通路所控制。
期刊论文列表
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专利列表
High spatiotemporal resolution and low photo-toxicity fluorescence imaging in live cells and in vivo
DOI:https://doi.org/10.1042/BST20190020
发表时间:2019
期刊:Biochemical Society Transactions
影响因子:--
作者:Peng Xiaohong;Huang Xiaoshuai;Chen Liangyi
通讯作者:Chen Liangyi
One-step deconvolution for multi-angle TIRF microscopy with enhanced resolution
具有增强分辨率的多角度 TIRF 显微镜的一步解卷积
DOI:10.1364/boe.10.001097
发表时间:2019
期刊:Biomedical Optics Express
影响因子:3.4
作者:Fan Junchao;Huang Xiaoshuai;Li Liuju;Chen Liangyi;Tan Shan
通讯作者:Tan Shan
Fast High-resolution Miniature Two-photon Microscopy for Brain Imaging in Freely-behaving Mice
快速高分辨率微型双光子显微镜对自由行为小鼠的脑成像
DOI:--
发表时间:2017
期刊:Nature Methods
影响因子:48
作者:Zong Weijian;Wu Runlong;Li Mingli;Hu Yanhui;Li Yijun;Li Jinghang;Rong Hao;Wu Haitao;Xu Yangyang;Lu Yang;Jia Hongbo;Fan Ming;Zhou Zhuan;Zhang Yunfeng;Wang Aimin;Chen Liangyi;Cheng Heping
通讯作者:Cheng Heping
E-syt1 Re-arranges STIM1 Clusters to Stabilize Ring-shaped ER-PM Contact Sites and Accelerate Ca2+ Store Replenishment
E-syt1 重新排列 STIM1 簇以稳定环形 ER-PM 接触位点并加速 Ca2 存储补充
DOI:10.1038/s41598-019-40331-0
发表时间:2019-03-08
期刊:SCIENTIFIC REPORTS
影响因子:4.6
作者:Kang, Fei;Zhou, Mengxuan;Chen, Liangyi
通讯作者:Chen, Liangyi
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-019-40331-0
发表时间:2019
期刊:Scientific Reports
影响因子:4.6
作者:Kang Fei;Chen Liangyi
通讯作者:Chen Liangyi
自驱动的智能超分辨率显微镜
- 批准号:32227802
- 项目类别:国家重大科研仪器研制项目
- 资助金额:840.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:陈良怡
- 依托单位:
发展双模态超分辨率全景成像技术,描绘自噬和迁移性胞吐过程中的细胞器互作网络
- 批准号:92054301
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:900.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:陈良怡
- 依托单位:
国内基金
海外基金
