DNA损伤修复与亨廷顿病的发生机制

亨廷顿病(Huntington’s disease,HD)是一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病,是由于亨廷顿基因(Htt)发生突变而导致的,突变的亨廷顿蛋白(mutant huntingtin,m Htt)会在胞内产生聚集引起细胞功能异常并引发神经退行.亨廷顿病的具体分子机制有多种假说,例如氧化压力、线粒体功能异常等.2017年《自然》(Nature)杂志发文认为DNA损伤修复异常是神经退行性疾病发生的共同机制.大量证据显示,DNA损伤修复在HD的发生中扮演着重要角色,Htt突变会引发多种DNA损伤以及修复通路的过度激活,HD细胞对离子辐射敏感同时存在双链断裂修复缺陷,同时Htt突变会阻碍DNA修复关键因子共济失调毛细血管扩张突变(ATM)蛋白在DNA修复中正常功能的发挥.DNA修复通路还是HD发病年龄的重要影响因素.此外,将ATM做为治疗靶点能够减轻突变Htt引发的细胞毒性以及动物模型的疾病进程.ATM还在维持细胞稳态和线粒体信号中起着关键作用,鉴于线粒体异常与HD发病的相关性,ATM作为治疗靶点的分子机制也逐渐明朗.本文着重于介绍DNA损伤修复与亨廷顿病的发生机理的研究进展,为阐明HD的发病机理,开发有效的治疗手段提供思路.     

线粒体基因突变相关的糖尿病研究进展

线粒体是细胞的能量工厂,通过氧化磷酸化以ATP的形式为细胞的各种生命活动提供能量。线粒体基因的突变会导致多种疾病的发生,包括LHON病、耳聋、Ⅱ型糖尿病等。本综述描述了与Ⅱ型糖尿病相关的67种线粒体基因突变,重点讨论了线粒体基因3243、3310、16189、14709、15059、10003位点相应碱基突变与Ⅱ型糖尿病的相关性关系,总结和讨论了线粒体基因突变导致糖尿病发生的具体机制,即线粒体基因突变导致胰岛β细胞氧化磷酸化功能缺陷,ATP产量降低,ADP+含量升高,胰岛素分泌受阻,胰岛素产量降低,机体正常糖代谢受阻从而出现高血糖等二型糖尿病症状。最后,本综述对Ⅱ型糖尿病的诊断方法和治疗手段进行了阐述。     

胰高血糖素样多肽-1拮抗2型糖尿病胰岛细胞凋亡损伤（英文）

胰高血糖素样多肽-1(glucogen-like peptide-1,GLP-1)在胰岛素分泌过程中扮演重要角色,并在改善β细胞功能方面有着令人瞩目的效应,但有关其作用机制尚需更深入研究。本研究探讨GLP-1对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠模型胰岛细胞损伤的影响,观察GLP-1在T2DM大鼠胰岛细胞凋亡损伤机制中所发挥的作用。HE染色结果发现,糖尿病大鼠胰岛损伤。ELISA结果表明,糖尿病患者和糖尿病大鼠血清中GLP-1表达水平上调。放射免疫结果表明,GLP-1和谷氧还蛋白1(Grx1)促进HIT-T 15细胞分泌胰岛素,Cd抑制胰岛素的分泌。免疫组化结果表明,糖尿病大鼠GLP-1加药处理后,各组与糖尿病组相比,药物提高了Grx1和胰岛素表达水平,降低了胰高血糖素表达水平,同时降低了活性胱天蛋白酶3(caspase-3)的表达。本研究结果提示,GLP-1在肥胖T2DM大鼠胰岛细胞凋亡中起保护作用,同时可调节胰岛素和胰高血糖素水平,其机制可能与Grx1相关。     

ATP敏感性钾通道亚基Kir6．2突变诱发的糖尿病

Kit6．2是细胞膜和线粒体膜上KATP通道的组成亚基,存在于胰岛、心肌、骨骼肌、脑等组织中。在胰岛β细胞中,Kit6．2亚基是调节胰岛素分泌的重要因子,Kir6．2的突变会导致新生儿糖尿病、婴儿高胰岛素性低血糖症和2型糖尿病等3种糖尿病的发生。文章综述了近年来有关Kir6．2突变导致的多种糖尿病的研究进展。以期对人们了解Kit6．2亚基的功能和科研人员进一步研究糖尿病的治疗有所帮助。     

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.     

离子通道对胰岛β细胞中胰岛素分泌的调控作用

胰岛β细胞是胰岛细胞的一种,属于内分泌细胞,主要的生理功能是分泌胰岛素以应对葡萄糖水平的升高,其在维持葡萄糖稳态中起着重要作用。研究表明,胰岛素分泌受到多种机制的调控,其中包括多种离子通道。近年来,国内外学者越来越关注离子通道调控胰岛素分泌的过程。本文主要就钠离子通道、钾离子通道、钙离子通道以及3种离子通道之间的相互作用对胰岛素分泌的调控进行简述,同时,简单介绍了离子通道抑制剂在糖尿病临床中的应用,并展望了离子通道研究在未来糖尿病治疗方面的潜在应用价值。     

胰岛β细胞"质"、"量"的辩证关系——"质"的三要素

高血糖是糖尿病典型的病理特征,血糖的波动是决定糖尿病患者是否出现并发症的重要因素,而由胰岛β细胞合成分泌的胰岛素,是体内唯一可以降低血糖的多肽类激素.胰岛β细胞"质"与"量"决定着体内胰岛素分泌情况和血糖的调控.围绕"促进β细胞损伤修复,提升胰岛β细胞质量是治疗糖尿病的核心"之理念,提出构成胰岛β细胞"质"的三要素:细胞结构、"真""假"胰岛素和胰岛素调节型分泌.旨在为β细胞质量评价和糖尿病机制研究提供一定的理论参考.     

滇结香花改善糖尿病胰岛损伤及机制研究

本文旨在评价滇结香花正己烷提取物(EGH)降糖及保护胰岛作用,并通过胰岛损伤细胞模型探究其作用机制。采用链脲佐菌素(STZ)联合高脂饲料诱导小鼠2型糖尿病模型,通过检测小鼠空腹血糖、糖化血红蛋白和胰岛素分泌,评价EGH的降糖和保护胰岛作用。并采用棕榈酸联合葡萄糖诱导胰岛RIN-m5F细胞损伤模型,对ROS生成量、caspase-3基因水平、AKT、FOXO1和JNK蛋白水平进行检测,探究EGH改善糖尿病胰岛损伤作用机制。结果表明EGH可以减少ROS生成量、降低caspase-3基因转录水平、激活AKT抑制FOXO1,同时抑制JNK的激活,从而改善β细胞的损伤。     

胰岛β细胞中钠通道对胰岛素分泌的作用

胰岛β细胞是典型的兴奋性内分泌细胞,能响应机体葡萄糖水平的升高而分泌胰岛素,其功能受损会导致胰岛素分泌异常,进而引发多种疾病的发生,尤其与糖尿病(diabetes mellitus,DM)的发生密切相关。近年来对胰岛素分泌及调控过程的研究受到越来越广泛的关注,尤其在胰岛素分泌相关的离子通道——钾离子、钙离子通道方面,取得了重要进展,但对钠通道研究较少。钠通道是广泛分布于细胞膜上、亚型众多的一类离子通道,它们通过参与动作电位形成、物质运输和胞间通讯等过程影响细胞的多种生理功能。在此,对胰岛β细胞上钠通道的种类、生理特性、功能等方面的研究进展进行综述,从而为后续胰岛β细胞钠通道的相关研究提供新思路。     

胰高血糖素样多肽-1拮抗2型糖尿病胰岛细胞凋亡损伤

胰高血糖素样多肽-1（glucogen like peptide 1, GLP-1）在胰岛素分泌过程中扮演重要角色,并在改善β细胞功能方面有着令人瞩目的效应,但有关其作用机制尚需更深入研究。本研究探讨GLP-1对2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T2DM）大鼠模型胰岛细胞损伤的影响,观察GLP-1在T2DM大鼠胰岛细胞凋亡损伤机制中所发挥的作用。HE染色结果发现,糖尿病大鼠胰岛损伤。ELISA结果表明,糖尿病患者和糖尿病大鼠血清中GLP-1表达水平上调。放射免疫结果表明,GLP-1和谷氧还蛋白1（Grx1）促进HIT-T 15细胞分泌胰岛素,Cd抑制胰岛素的分泌。免疫组化结果表明,糖尿病大鼠GLP-1加药处理后,各组与糖尿病组相比,药物提高了Grx1和胰岛素表达水平,降低了胰高血糖素表达水平,同时降低了活性胱天蛋白酶3（caspase-3）的表达。本研究结果提示,GLP-1在肥胖T2DM大鼠胰岛细胞凋亡中起保护作用,同时可调节胰岛素和胰高血糖素水平,其机制可能与Grx1相关     

氧化应激与2型糖尿病

胰岛素抵抗、胰岛β细胞功能受损是2型糖尿病的主要病因。高血糖、高血脂导致在代谢过程中,线粒体产生大量活性氧,其可损坏线粒体功能,引起氧化应激反应。氧化应激可以激活细胞内的一系列应激信号通路,如JNK／SAPK、p38MAPK、IKKβ／NF-kβ和氨基己醣通路等。这些应激通路的激活可以产生以下结果：（1）阻断胰岛素作用通路,导致胰岛素抵抗;（2）降低胰岛素基因表达水平;（3）抑制胰岛素分泌;（4）促进β细胞凋亡等。本文主要针对活性氧的产生、氧化应激诱导胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损等机制加以综述,以便进一步阐明2型糖尿病的发病机理。     

沉默长链非编码RNA Meg3损伤小鼠胰岛细胞的胰岛素分泌功能

MEG3是一种长链非编码RNA。已有研究证明,鼠源Meg3参与小鼠诱导多能干细胞、神经元和视网膜的分化过程。最新报道,MEG3在人胰岛β细胞中高表达,但其对维持成年胰岛β细胞的功能尚不清楚。本研究旨在探讨Meg3在小鼠胰岛细胞胰岛素分泌功能中的作用。实时定量PCR揭示,与Balb/c小鼠心、肝、脾、肺、肌、肾等组织/器官比较,Meg3在胰腺组织中高表达。在非糖尿病小鼠发生自发性糖尿病的第8、12周,Meg3在胰岛中的表达水平分别下调24%±8%和29%±9% (P<0.01);而当血糖升高20 mmol/L,小鼠胰岛中Meg3表达下调72%±16%(P<0.01)。在MIN6细胞中采用RNA干扰敲减Meg3的表达,在高糖浓度（20 mmol/L）刺激条件下,胰岛素分泌显著减少。小鼠静脉注射siRNA,结合血糖测定或葡萄糖耐受试验（IPGTT）显示,si-Meg3小鼠血清胰岛素水平显著下降。注射葡萄糖前血糖升高,注射葡萄糖后耐受能力降低;免疫组化分析显示,si-Meg3小鼠胰岛素阳性细胞的面积减少。实验结果提示,Meg3通过参与胰岛素的合成和分泌维持成年小鼠胰岛功能。Meg3表达失调可能参与I型糖尿病（T1DM）发病过程。     

自噬在2 型糖尿病和胰岛β 细胞中作用研究进展

胰岛素分泌缺陷和胰岛素抵抗是2型糖尿病发病的主要机制之一。高血糖和脂质代谢紊乱,是糖尿病发病机制中最重要的获得性因素。最近研究表明自噬在维持内环境稳定,胰岛β细胞数量分泌能力,及对抗胰岛素抵抗等方面有重要作用。本文就自噬的基本概念及在糖尿病发病和维持β细胞功能方面作一综述。     

青龙木制剂对小鼠胰腺β细胞单位电活动的影响

目的:观察青龙木制剂(Ambyna preparation)对小鼠胰岛β细胞单位放电的影响,探讨青龙木制剂促进胰岛素分泌的机制.方法:以大于刺激阁以上(＞5mmol/L)的葡萄糖滴注在体小鼠胰腺上诱发胰岛β细胞电活动,用玻璃微电极记录在体小鼠胰岛β细胞的单位放电.结果:青龙木制剂和格列本脲一样加强葡萄糖诱导的胰岛β细胞电活动.结论:青龙木制剂加强葡萄糖诱导的胰岛β细胞电活动进而促进胰岛素的分泌.     

胰岛β细胞氧化应激反应及其在1型糖尿病中的作用

1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)是一种终身代谢性疾病,多见于青少年和儿童,严重影响青少年和儿童的生活质量,给患者家庭和社会带来严重的经济负担。T1DM由多病因引起,其中机体胰岛β细胞损伤导致胰岛素分泌不足是T1DM的主要发病原因。胰岛β细胞的氧化应激(oxidative stress,OS)反应在其损伤过程中发挥了重要作用,因此研究机体的OS反应在胰岛β细胞损伤中的作用显得尤为重要。现就机体OS反应产生机制及其在胰岛β细胞损伤中的作用与作用机制作一综述,为进一步认识T1DM的发病机制提供理论依据。     

Thy1-αSYN基因小鼠出现代谢紊乱和胰岛形态及功能的改变

帕金森病(PD) 是第二大神经退行性疾病。PD的发病机制仍然不明确,普遍认为 α-突触核蛋白(α-synuclein) 的聚集和传播引起的神经损伤、线粒体功能障碍、炎症和氧化应激,自噬功能障碍等在PD 的发生发展中发挥作用。越来越多的研究认为,代谢紊乱也是PD的发病机制之一。我们检测了过表达α-突触核蛋白是否能引起小鼠代谢紊乱以及可能的机制。研究分为Thy1-αSYN转基因小鼠组(TG)及同窝对照野生小鼠组（WT）,分别检测它们在转棒仪上的停留时间,体重情况,血浆中胰岛素含量,小鼠糖耐量及胰岛素耐量等外周代谢情况。使用苏木精-伊红染色法对两组小鼠胰岛的形态进行观察,分离小鼠胰岛并使用葡萄糖刺激胰岛素分泌检测胰岛素分泌功能。结果显示, 12月龄的TG组小鼠与WT组相比运动耐力下降23.1%（P < 0.05）,体重增加7%（P < 0.01）,糖耐量降低（P < 0.05）,胰岛素耐量降低（P < 0.05）,外周血中胰岛素含量降低20%（P < 0.05）。TG组小鼠胰腺内α-突触核蛋白水平较WT组增加1.32倍（P < 0.05）,TG组小鼠的胰岛面积变小（P < 0.05）,胰岛个数减少（P < 0.01）,胰岛素分泌功能下降（P < 0.01）。我们的研究提示,α-突触核蛋白在PD中的作用不局限于对多巴胺能神经元的损伤,它能影响代谢及外周器官的形态及功能,这为PD的发病机制提供新的理论依据。     

基于能量限制效应考察中药复方糖耐康干预db/db小鼠胰岛素抵抗作用机制

胰岛素抵抗(IR)是导致2型糖尿病和多种代谢性疾病发生发展的共同病理生理基础,通过模拟能量限制调控能量代谢网络已经成为防治IR相关疾病的研究热点.本课题组前期研究结果提示,中药复方糖耐康可能通过激活SIRT1-AMPK通路模拟能量限制效应改善IR.通过比较糖耐康和能量限制对自发性2型糖尿病db/db小鼠(Mus musculus)糖脂代谢、胰岛功能、线粒体功能和胰岛素敏感性的影响,进一步验证糖耐康是否可在整体和分子水平模拟能量限制效应进而干预IR.与对照组相比,糖耐康和能量限制均可相似地显著改善db/db小鼠口服葡萄糖耐量(OGTT)、降低空腹血胰岛素(FINS),升高胰岛素敏感指数(ISI).同时糖耐康和能量限制还可相似地升高糖负荷后30 min胰岛素分泌与血糖变化比值(?I30/?G30),降低肌肉TG含量,上调肌肉组织AMPK磷酸化水平以及SIRT1和PGC1?的蛋白表达水平,不同程度提高肌肉组织线粒体质量和数量.以上结果表明,糖耐康可显著改善db/db小鼠的糖代谢、胰岛功能、脂质异位沉积、线粒体功能和IR,激活肌组织AMPK/SIRT1/PGC1?信号通路,上调肌肉脂肪酸氧化相关基因表达,在整体效应和能量代谢转录调控方面具有能量限制拟似效应,进而从新的视角揭示了糖耐康干预IR的药效模式和分子机制.     

氧化应激与2型糖尿病的研究进展

氧化应激与2型糖尿病(T2DM)的发生、发展密切相关.胰岛素抵搞(Insulin Resistance,IR)、胰岛β细胞功能受损是2型糖尿病的主要病因.而氧化应激可以直接及间接激活细胞内的一系列应激信号通路,如核因子κ-B(Nuclear factor-KappaB,NF-κB)、c-Jun氨基端激酶(NH-terminal Jun kinase,JNK)、蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)、p38丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)等.这些应激通路的激活可以产生以下结果:(1)阻断胰岛素作用通路,导致胰岛素抵抗;(2)降低胰岛素基因表达水平,致胰岛素合成和分泌减少;(3)促进胰岛β细胞凋亡等.本文针对氧化应激诱导胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损等机制加以综述,以便进一步阐明2型糖尿病的发病机制.     

亨廷顿舞蹈症中Hsp60丢失诱发线粒体功能障碍(英)

亨廷顿舞蹈症(Huntington’s disease, HD)是一种典型的神经退行性疾病,其中纹状体神经元的线粒体障碍是导致其神经退行的重要原因。前期研究表明亨廷顿蛋白突变体(mutant huntingtin, mtHtt)抑制线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response, UPRmt)导致线粒体碎片化,但其潜在分子机制尚不明确。本研究结果表明,UPRmt标志物热休克蛋白60(heat shock protein 60, Hsp60)缺失可导致纹状体细胞线粒体碎片化。采用慢病毒敲低纹状体细胞中的Hsp60,结果显示,线粒体动力相关蛋白1(dynamin-related protein 1, Drp1)与线粒体结合增强、Drp1 616位丝氨酸磷酸化和Drp1寡聚体水平升高。突变型纹状体细胞中过表达Hsp60抑制了Drp1过度激活。此外,Hsp60下调诱导活性氧生成和线粒体膜电位丢失。以上结果提示,HD中Hsp60与线粒体功能调节密切相关。     

糖脂毒性对胰腺β细胞的功能损伤作用及机制

现在关于高糖高脂对胰腺β细胞的毒性机制已经有了明显的进展,但还不完全清楚。实际上,β细胞响应过量营养物质的过程是一个连续的过程,包括β细胞补偿和β细胞功能失调。在早期,β细胞应对高糖高脂的反应是一个积极主动的过程;而到后期,过量的糖脂会导致胰岛素分泌下降,削弱胰岛素基因表达量,并促进胰岛β细胞凋亡。最终对2型糖尿病的发展有促进作用。综述了近年来细胞水平和分子水平,在葡萄糖存在的条件下,脂肪酸对胰腺β细胞的损伤作用及其机制的研究进展,重在说明葡萄糖和脂肪酸在2型糖尿病发展中的共同作用。