PDX-1基因与糖尿病治疗

胰腺-十二指肠同源框1(pancreatic duodenal homeobox-1,PDX-1),是在胰腺发育中起重要作用的转录因子,它可以调节胰岛素在胰岛β细胞中的表达,并可特异性激活基因的转录。葡萄糖、激素等物质可调节PDX-1基因的表达。Ⅰ型及部分Ⅱ型糖尿病是由于胰腺β细胞凋亡异常增多而使得β细胞数目减少,致使胰岛素分泌不足而引起的,与胰岛素分泌相关的PDX-1基因在治疗糖尿病方面的研究表现出了巨大的潜力。     

ATP合成下降在β细胞胰岛素分泌障碍中的作用

胰岛β细胞胰岛素分泌过程是受多种因素协调精确控制的,ATP合成酶在这一调控网络中起着重要作用.高糖、高脂及炎症细胞因子,通过不同的信号通路,引起线粒体膜电位改变及/或ATP合成酶核心亚基表达下降,导致ATP合成速率下降,是β胰岛素分泌障碍发生的共同核心环节,在2型糖尿病病理生理过程中起了关键性作用.糖尿病动物胰岛β细胞内的ATP含量较正常β细胞明显降低,而上调2型糖尿病患者胰岛细胞ATP合成酶β亚基表达能提高ATP合成速率,增加细胞ATP含量并逆转损伤的胰岛素分泌功能.目前的研究提示,亮氨酸、肠抑素(enterostatin)及过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)能通过调控ATP合成酶β亚基表达或活性提高细胞ATP合成速率,这为改善β细胞功能障碍提供了新的思路和信息.     

c-met 在大鼠胰岛β细胞INS-1 胰岛素分泌中的作用

目的:从c-met对胰岛β细胞增殖,细胞周期、糖耐受和对GLUT2的表达影响三个方面探讨c-met在胰岛β细胞功能的影响及相关机制。方法:在大鼠胰岛β细胞系INS-1中运用RNA干扰技术(RNAi)抑制HGF的特异性受体c-met蛋白的表达,检测其在正常的生理状况下对成熟的胰岛β细胞增殖以及功能维持的作用。结果:c-met蛋白对成熟的胰岛β细胞的增殖与周期并没有显著影响,但对于β细胞的功能维持具有重要意义。结论:通过调节GLUT2蛋白来维持β细胞的胰岛素分泌功能,有助于进一步阐明HGF/c-met通路在胰岛β细胞功能损伤的分子机制,从而为糖尿病的预防和治疗提供新的理论依据。     

白细胞介素-1受体I型在正常大鼠胰腺的表达

目的研究白细胞介素-1的Ⅰ型受体(IL-1RI)蛋白在正常大鼠胰腺的表达。方法Western blotting和免疫荧光双重染色。结果胰腺组织的Western blotting结果表明,阳性反应条带出现在80 kD处,与IL-1RI分子量一致。免疫荧光双重染色证实,胰岛素(胰岛β细胞的标志物)免疫反应阳性的细胞均为IL-1RI阳性;胰腺外分泌部细胞呈胰岛素免疫反应阴性,但IL-1RI为阳性。结论大鼠胰腺胰岛的β细胞和外分泌部细胞均表达IL-1RI,提示促炎性细胞因子可能对胰腺的内、外分泌功能都有影响。     

IL-1β对体外培养NIT-1β细胞胰岛素分泌的影响

利用小鼠胰岛β细胞系NIT 1细胞,对不同时间、不同浓度IL 1β作用下细胞的生长和胰岛素的分泌进行观察,以研究IL 1β对胰岛β细胞胰岛素分泌的影响,探讨细胞因子对胰岛β细胞功能的抑制作用.结果显示在IL 1β作用下,各组NIT 1细胞分泌胰岛素呈不同程度降低,表明IL 1β对NIT 1β细胞系胰岛素的分泌具有显著抑制作用.     

lncRNA TUG1在胰岛β细胞分泌胰岛素中的功能研究

目的:关于lncRNA TUG1在体内外胰岛β细胞分泌胰岛素中的功能研究。方法:通过qRT-PCR检测lncRNA TUG1在小鼠胰腺,脑,肌肉等不同组织的表达。体外干扰MIN6胰岛素瘤细胞系lncRNA TUG1后,通过MTT法和流式细胞计数检测对β细胞增殖和周期影响;通过GSIS检测β细胞不同糖浓度刺激下的胰岛素分泌水平;采用qRT-PCR检测β细胞Insulin及相关特异转录因子Pdx1,Maf A,Neuro D,Glut2的变化;外源性封闭正常成年小鼠中lncRNA TUG1的表达后,采用ELISA法检测对血清胰岛素的影响,采用免疫组化检测对胰岛形态的影响。结果:lncRNA TUG1在胰腺组织中高度表达。干扰lncRNA TUG1后可致β细胞增殖活力受到抑制,糖刺激下的胰岛素分泌水平下降,Insulin及相关特异转录因子Pdx1,Maf A,Neuro D,Glut2减少;外源性封闭正常成年小鼠中lncRNA TUG1的表达后,血清胰岛素减少,胰岛面积减小。结论:干扰lncRNA TUG1后在体内外均可导致胰腺β细胞分泌胰岛素减少,提示lncRNA TUG1可在体内外影响β细胞的胰岛素分泌,lncRNA TUG1是调节胰岛β细胞功能的因素之一。     

中心粒周蛋白对胰岛素分泌的调节作用及其机制

目的:探讨中心粒周蛋白(pericentrin,PCNT)对胰岛素双相分泌的调节作用及其机制。方法:构建在小鼠胰岛β细胞中PCNT表达减少的转基因鼠(△PCNTβ小鼠),检测△PCNTβ小鼠与正常对照小鼠在给予糖耐量试验后第一时相和第二时相血糖和胰岛素分泌情况。检测两组小鼠胰岛内PCNT、胰岛素、纤维肌动蛋白(F-actin)变化情况,以及相关蛋白表达情况。结果:Western blot和RT-PCR显示△PCNTβ小鼠胰尾组织PCNT表达较对照组明显减低,免疫荧光提示△PCNTβ小鼠胰岛内PCNT、胰岛素表达较对照组明显减低。行腹腔注射葡萄糖耐量试验(Intraperitoneal glucose tolerance tests,IPGTT)△PCNTβ小鼠第一时相血糖曲线下面积(Quantification of area under the curve,AUC)显著高于对照组,第二时相血糖AUC两组小鼠间无统计学差异。△PCNTβ小鼠空腹胰岛素水平与对照组比较明显升高,葡萄糖刺激胰岛素分泌(Glucose stimulated insulin secretion,GSIS)后15min胰岛素增加值显著低于对照组,30 min和120 min时胰岛素水平与对照组无显著差异。Western blot显示△PCNTβ小鼠与对照组比较F-actin表达明显减低,ERK、p-ERK表达明显升高。RT-PCR测定△PCNTβ小鼠与对照组比较ETV4表达显著升高。免疫荧光提示△PCNTβ小鼠胰岛内F-actin和突触融合蛋白4(Syntaxin4,Syn-4)表达较对照组明显减低。结论:抑制小鼠胰岛β细胞内PCNT表达后,其通过抑制F-actin和Syn-4表达影响胰岛素分泌,导致空腹时胰岛素过度分泌和第一时相胰岛素分泌受损。     

游离锌离子和锌转运体-8在小鼠胰岛β细胞中的定位

目的观察游离锌离子和锌转运体-8(zinc transporter-8,ZNT-8)在小鼠胰腺定位,探讨游离锌离子和ZNT-8与胰岛素分泌的关系。方法应用金属自显影(AMG)染色技术显示小鼠胰腺中游离锌离子的定位,应用RT-PCR和免疫组织化学ABC法分别在mRNA水平和蛋白水平检测ZNT-8在小鼠胰腺内的表达,应用免疫荧光双标技术证明ZNT-8在小鼠胰岛β细胞内与胰岛素的共存。结果小鼠胰腺外分泌组织和胰岛均含有游离锌离子;在胰岛中,游离锌离子均匀分布在包括β细胞分布区在内的各个区域。胰腺组织表达ZNT-8 mRNA,ZNT-8主要表达于胰腺内分泌部胰岛中;在胰岛β细胞中,ZNT-8与胰岛素共存。结论游离锌离子在小鼠胰岛β细胞的存在及ZNT-8在小鼠胰岛β细胞中与胰岛素的共存提示ZNT-8可能通过参与胰岛β细胞内游离锌离子的转运而调节胰岛素的分泌。     

杨梅黄酮通过Wnt通路改善细胞因子诱导的胰岛β细胞功能障碍的实验研究

本文探讨杨梅黄酮对细胞因子诱导的胰岛β细胞功能障碍的影响及Wnt通路在其中的作用.MTT法检测细胞的存活率;放射免疫法检测RIN-m5fβ细胞在基础状态和高糖状态下胰岛素的分泌水平;Western blot法检测Wnt通路相关蛋白的表达情况.肿瘤坏死因子α、白介素1β和γ干扰素联合作用细胞48 h后,与空白对照组相比,细胞的存活率显著下降;基础状态下胰岛素的分泌量增加至空白对照组的2.45倍,而高糖刺激状态下胰岛素的分泌量减少至空白对照组的39.6%.Western blot结果显示,细胞因子处理后使Wnt通路相关蛋白的表达量下降.而杨梅黄酮作用后,与细胞因子组相比,可使细胞存活率上升.另外,20μmol/L杨梅黄酮可逆转细胞因子对胰岛素分泌的影响,使基础状态下胰岛素的分泌减少,高糖刺激状态下胰岛素分泌量显著增加.Western blot结果显示,杨梅黄酮提高了Wnt通路相关蛋白的表达水平.上述结果表明,细胞因子联合作用48 h能诱导RIN-m5f细胞功能障碍,杨梅黄酮干预后能减少这种细胞损伤,保护机制可能与其激活Wnt通路有关.     

依法克生对大鼠胰岛细胞损伤的保护作用

目的探讨炎症因子对体外培养大鼠胰岛细胞的损伤情况及依法克生可能的保护作用。方法将分离、纯化的SD大鼠胰岛细胞置于体外培养,观察炎症因子IL-1β不同浓度(0.1~10 ng/ml)和不同作用时间(0~48 h)下对胰岛细胞分泌功能影响。胰岛细胞分为对照组、IL-1β组和依法克生组,用单因素方差分析比较各组在低糖和高糖环境下的胰岛素分泌,观察依法克生对胰岛素分泌的影响,对胰岛功能IL-1β损伤的保护作用,并比较三组间胰岛细胞凋亡率。结果高糖浓度下,随IL-1β浓度升高,胰岛素分泌下降(P0.001),随作用时间延长,胰岛素分泌亦减少(P0.001),IL-1β浓度超过5.0 ng/ml、时间超过24 h抑制作用较为明显。依法克生组胰岛素分泌较IL-1β组明显升高(P0.001),与对照组无差异。胰岛细胞凋亡在IL-1β组(49.7±15.5)﹪高于对照组(9.7±2.5)﹪(P0.01),在依法克生组(15.7±5.5)﹪低于IL-1β组(P0.01),提示干预后胰岛细胞凋亡明显减少。结论 IL-1β抑制高糖环境下胰岛素的分泌,并存在剂量和时间依赖关系。依法克生加入体外培养的胰岛细胞中,可有效防止IL-1β诱导胰岛细胞损伤,逆转被抑制的胰岛分泌功能,并减少胰岛细胞凋亡。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism