胰岛β细胞分泌的蛋白质组学

胰岛β细胞分泌蛋白质组是指胰岛β细胞分泌出胞的所有蛋白质。其主要涉及β细胞分泌颗粒中相关蛋白质的鉴定和分析,藉此阐明胰岛素分泌机制并更好地防治糖尿病。本文主要介绍胰岛素分泌的两条途径,概括从胰岛β细胞分泌颗粒中新发现的重要蛋白质,从而提出胰岛分泌蛋白质组研究领域目前存在的急需解决的问题和自己的看法。     

人胎儿造血组织来源间充质干细胞基本生物学特性的比较

目的:分离、纯化人胎儿造血组织来源的胎儿骨髓间充质干细胞(MSCs derived from human fetal bone marrow,hfBM-MSCs)和胎儿肝脏间充质干细胞(MSCs derived from human fetal liver,hfL-MSCs),比较其基本生物学特性.方法:取材12-20周流产胎儿,冲洗骨髓腔得到全骨髓细胞悬液;通过二步离心联合羟乙基淀粉沉淀法富集肝非实质细胞,接种、培养、纯化MSCs.绘制MSCs生长曲线.检测MSCs表面标志、细胞周期.诱导MSCs向脂肪细胞分化并鉴定.结果:hfBM-MSCs与hfL-MSCs均为平行排列的纤维状细胞,但前者较细长,后者稍宽大;hfBM-MSCs与hfL-MSCs的原代培养时间、原代培养细胞数有显著性差异:而第二代细胞数无显著性差异;二者生长曲线相似,但hfBM-MSCs的增殖速度较快;细胞周期分析显示G0-G1期细胞在hfBM-MSCs与hfL-MSCs分别占96.1%和91.2%.流式检测结果显示HLA-DR、CD40和CD80在hfBM-MSCs与hfL-MSCs均极低表达,而后者更低;hfBM-MSCs与hfL-MSCs均可成脂分化,但前者更容易向脂肪样细胞分化.结论:在相同时间内,从胎儿骨髓中可以获得更多的MSCs;hfBM-MSCs具有较大的增殖潜能、增殖速度以及分化能力,而hfL-MSCs的免疫原性更弱.     

单纯生物学制剂诱导人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞快速分化

为探讨用单纯生物学制剂诱导人脐带间充质干细胞(mesenchymal stem cells derived from human umbilical cord,hUC-MSCs)向胰岛素分泌细胞分化的可行性,本研究用胶原酶Ⅱ、胰蛋白酶次序消化及两步离心法从人胎儿完整脐带中分离、纯化出hUC-MSCs;用表皮生长因子、碱性成纤维生长因子、银杏提取液和高糖培养基IMDM诱导hUC-MSCs向胰岛素分泌细胞分化。在hUC-MSCs诱导前后,用倒置显微镜观察其形态变化,RT-PCR检测其胰岛相关基因的表达;双硫腙染色鉴定胰岛样细胞团(islet-like clusters,ILCs);细胞免疫荧光染色检测ILCs中PDX-1和免疫活性胰岛素(immunoreactive insulin,IRI)的表达;化学发光法检测ILCs的IRI分泌量;Western blot鉴定IRI的性质。结果显示:纯化的hUC-MSCs呈间充质干细胞特有的形态特征:长梭形,平行或螺旋形排列;在上述单纯生物学制剂的诱导下,hUC-MSCs逐渐变圆并聚集成团;在25cm2培养瓶的细胞生长面可见上百个ILCs;ILCs表达胰岛特异性基因pdx-1、insulin;ILCs呈PDX-1和IRI免疫染色阳性反应,双硫腙染色呈阳性;ILCs可分泌IRI,但多为胰岛素原(proinsulin,PI)。以上结果提示,用表皮生长因子、碱性成纤维生长因子、银杏提取液和高糖培养基IMDM可诱导hUC-MSCs快速分化为胰岛素分泌细胞,但ILCs功能不够成熟,难以产生足量真胰岛素。     

诱导干细胞向胰岛β样细胞分化的研究进展

β细胞替代治疗可能是目前唯一可以治愈1型糖尿病的方法,但可供移植的胰岛来源严重匮缺,阻碍了此疗法的临床应用。为此,调控干细胞分化为成熟的有功能的胰岛细胞成为近年来的研究热点。本文着重探讨了胰岛细胞发生发育的基因调控及几种生物活性分子体外诱导干细胞向胰岛β细胞分化的作用及其机理。     

信息科学在生理学及医学领域的应用及意义

2021年美国科学家戴维·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)因“发现温度和触觉感受器”而获得诺贝尔生理学或医学奖，该发现为信息科学(information science)在生理学及医学中的应用指引了新方向。信息科学是研究信息运动规律和应用方法的科学，其中计算机大数据、数学建模模型具有来源多样、数据量增长快和高频等特征，为生理学和医学研究提供了新的分析视野。本文梳理了生理学及医学领域数据信息的提取步骤，比较了传统机器学习、深度学习、推荐系统和传统统计学方法的实现原理和技术特点，探讨了未来的信息科学和生理学及医学相结合的研究方向，以揭示信息科学在生理学及医学中应用的基本方法和原理及其对科学发展的意义。