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探讨应力纤维在糖毒性抑制胰岛β细胞分泌功能中的作用及GLP-1的干预机制
结题报告
批准号:
81370914
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
马晓松
依托单位:
学科分类:
H0708.糖尿病
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
应颖、孔祥臣、严丹、田晶晶、曾庆、李慧
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中文摘要
糖毒性损坏胰岛β细胞功能及其所致的胰岛素分泌降低是2型糖尿病发生发展的重要环节。然而糖毒性抑制β细胞功能的机理迄今仍不清楚。作为细胞骨架成分,微丝在β细胞胞膜下形成网状结构,微丝的解聚是胰岛素囊泡出胞的前提。我们的前期工作发现糖毒性导致β细胞内微丝聚集,形成长且稳固的应力纤维;在该条件下葡萄糖失去解聚微丝的能力,也失去刺激胰岛素分泌的能力。GLP-1处理糖毒性β细胞导致应力纤维解聚,恢复葡萄糖刺激的胰岛素分泌。以此为基础,我们将采用分子生物学、电生理和免疫细胞化学等方法探讨①糖毒性是否通过Rho A-ROCK/Formins促进应力纤维的形成;②应力纤维是否通过干扰囊泡的出胞机制抑制胰岛素分泌;③GLP-1是否通过激活ERK1/2导致应力纤维解聚并恢复葡萄糖刺激的胰岛素分泌。研究结果将为揭示糖毒性抑制β细胞功能的机理提供新理论,也将为阐明GLP-1改善糖毒性β细胞功能提供新的科学依据。
英文摘要
It has been revealed that glucotoxicity inhibits insulin secretion via blunting pancreatic β-cell functions, which exacerbates type 2 diabetes. However, the mechanisms underlying remain largely unknown. As a cytoskeleton, F-actin is organized as a web beneath the plasma membrane. It is widely accepted that F-actin remodeling is essential for insulin release from pancreatic β-cells. Our data show that β-cells at glucotoxicity have abundant stress fibers, accompanied by loss of glucose-induced F-actin depolymerization and insulin secretion. Treatment with GLP-1 resulted in F-actin depolymerization and restored glucose-stimulated insulin secretion. By employing molecular biological, electrophyisological and immunocytochemistry approaches, we would therefore explore whether ① Rho A-ROCK/Formins would be involved in glucotoxicity-increased stress fibers in β-cells;② stress fibers would impede priming and exocytosis of insulin containing granules;③ GLP-1 would induced F-actin depolymerization via activation of ERK1/2 in β-cells at glucotoxicity. The results will shed light on revealing the cellular mechanisms underlying glucotoxicity-suppressed β-cell functions, as well as the protective effects of GLP-1 against glucotoxicity.
糖尿病慢性高糖(糖毒性)导致胰岛细胞功能损伤,特别是葡萄糖诱导的胰岛素分泌减弱或丧失,后者是糖尿病餐后高血糖的直接原因。为揭示糖毒性损伤胰岛细胞分泌能力的细胞机制,我们建立了糖尿病糖毒性细胞模型和胰岛模型。我们发现慢性高糖导致胰岛细胞内微丝聚集,形成贯穿全细胞的应力纤维,相伴随的是细胞丧失对葡萄糖刺激的反应能力。用微丝解聚因子如Cytochalasin B 或Latrunculin B解聚应力纤维,则能恢复糖毒性细胞对葡萄糖刺激的反应,恢复葡萄糖诱导的胰岛素分泌。进一步探讨微丝应力纤维形成的细胞机制,我们发现抑制小分子G蛋白Rho及其Rho相关螺旋卷曲蛋白激酶ROCK是糖毒性应力纤维形成的关键分子,抑制Rho/ROCK导致应力纤维解聚,进而增进葡萄糖刺激的胰岛素分泌。我们还发现GLP-1通过激活cAMP-PKA信号通路,阻断糖毒性诱导的Rho/ROCK的激活,从而阻断应力纤维的形成,恢复细胞的分泌能力。我们分别用PKA激动剂和阻断剂进一步验证了上述结果。此外,我们还利用糖尿病动物模型检验细胞实验的结果;用生物信息学与临床糖尿病患者的胰岛损伤资料比较,证实了我们的实验结果揭示糖尿病胰岛细胞损伤的新机制。为进一步开展以Rho/ROCK为靶点的抗糖尿病治疗手段提供了科学依据和新思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Glucotoxicity inhibits cAMP–protein kinase A-potentiated glucose-stimulated insulin secretion in pancreatic β-cells
葡萄糖毒性抑制胰腺β细胞中cAMP-蛋白激酶A增强的葡萄糖刺激的胰岛素分泌
DOI:--
发表时间:2015
期刊:Journal of Diabetes
影响因子:4.5
作者:Xiangchen Kong;Dan Yan;Xuerui Wu;Youfei GUAN;Xiaosong Ma
通讯作者:Xiaosong Ma
Squamosamide Derivative FLZ Protects Pancreatic β-Cells from Glucotoxicity by Stimulating Akt-FOXO1 Pathway.
Squamosamide 衍生物 FLZ 通过刺激 Akt-FOXO1 途径保护胰腺 β 细胞免受糖毒性
DOI:10.1155/2015/803986
发表时间:2015
期刊:Journal of diabetes research
影响因子:4.3
作者:Kong X;Zhang L;Hua X;Ma X
通讯作者:Ma X
Glucagon-like peptide 1-potentiated insulin secretion and proliferation of pancreatic beta-cells.
胰高血糖素样肽 1 增强胰岛素分泌和胰腺 β 细胞的增殖。
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Science in China Series A-Mathematics
影响因子:--
作者:Xiaosong MA;Youfei GUAN;Xianxin HUA
通讯作者:Xianxin HUA
Glucagon-Like Peptide 1 Stimulates Insulin Secretion via Inhibiting RhoA/ROCK Signaling and Disassembling Glucotoxicity-Induced Stress Fibers
胰高血糖素样肽 1 通过抑制 RhoA/ROCK 信号传导和分解糖毒性诱导的应力纤维来刺激胰岛素分泌
DOI:10.1210/en.2014-1314
发表时间:2014-12-01
期刊:ENDOCRINOLOGY
影响因子:4.8
作者:Kong, Xiangchen;Yan, Dan;Ma, Xiaosong
通讯作者:Ma, Xiaosong
转录因子E2F3调节的细胞增殖在胃旁路手术增进2型糖尿病胰岛beta细胞数量中的作用与机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    马晓松
  • 依托单位:
探讨FXR通过TRPA1介导胃旁路手术增进胰岛素1相分泌的机制
  • 批准号:
    81670708
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    马晓松
  • 依托单位:
Syntabulin调节胰岛素囊泡转运和出胞的机理研究
  • 批准号:
    31071255
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    8.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    马晓松
  • 依托单位:
国内基金
海外基金