腺病毒载体介导PDX-1在骨髓间充质干细胞中的表达

为研究PDX-1基因在骨髓间充质干细胞中的表达情况及生物学功能的发挥,构建了含PDX-1基因的重组腺病毒载体.酶切PDX-1基因并连入穿梭质粒pAdTrack-CMV.用电穿孔法使穿梭质粒pAdTrack-CMV-PDX-1与病毒骨架质粒pAdEasy-1在大肠杆菌BJ5183中同源重组.利用脂质体介导重组腺病毒载体转染293细胞,包装出完整的腺病毒.分离、培养、扩增骨髓间充质干细胞.用重组腺病毒感染间充质干细胞.用荧光显微镜、RT-PCR、免疫荧光染色等方法检测PDX-1、胰岛素基因及蛋白质的表达,用放射免疫分析法检测转基因细胞分泌胰岛素情况.结果表明:通过测序、PCR、酶切等鉴定PDX-1基因已正确插入穿梭质粒中,并与病毒骨架质粒重组.重组腺病毒滴度为6.3×107PFU/ml.通过荧光显微镜观察证实重组腺病毒可高效感染骨髓间充质干细胞,经RT-PCR、免疫荧光染色证实转染pAd-PDX-1后培养7天的细胞中有PDX-1及胰岛素基因的表达.这些转基因的细胞向胞外分泌的胰岛素量为(15.21±3.50)mIU/L.     

胰岛素受体底物家族与Ⅱ型糖尿病

胰岛素受体底物(insulin receptor substrate,IRS)家族是胰岛素／类胰岛素生长因子信号系统上游通路的关键介导者,在维持细胞生长、分裂和代谢中起着重要作用。已有四个成员被鉴定出：IRS-1、IRS-2、IRS-3和IRS-4,其中IRS-1和IRS-2在许多不同的组织细胞中起着特异性作用。IRS介导的胰岛素信号通路与很多其他信号通路存在交叉,它们能干扰胰岛素发挥效应,导致胰岛素抵抗,从而引发糖尿病。     

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。     

1型糖尿病的干细胞治疗研究进展

1型糖尿病是由于产生胰岛素的β细胞特征性的被破坏造成的自身免疫疾病.理想的治疗方法就是通过外源的或内源的移植使胰腺细胞再生.干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞,它们都有各自的特点.最近的数据显示这些干细胞能够在体外特定的培养条件下分化成为胰岛素产生细胞.虽然在很多的案例中,来源于干细胞的胰岛素产生细胞在实验中可以逆转糖尿病模型动物的高血糖,但是,要想达到明确的应用于临床,仍然存在几个问题：主要有与胰岛β细胞相似细胞系的获得、移植后的免疫相容性问题和肿瘤的形成.本文综述了从胚胎干细胞和成体干细胞获得胰岛素产生细胞的不同方法、分化后的细胞移植治疗情况以及干细胞治疗1型糖尿病存在的主要问题和可能解决的办法.     

1型糖尿病治疗方法的回顾与展望

1型糖尿病是由包括病毒感染、药物接触及自身免疫在内的各种原因导致的胰岛β细胞凋亡所引起的,主要表现为由血清中胰岛素的绝对缺乏引起的高血糖。在过去数十年中,外源补充胰岛素一直是1型糖尿病的最主要治疗方法。随着人们对1型糖尿病机制的深入了解及生命科学相关技术的发展,科研工作者及临床医生开始探索治疗1型糖尿病的新方法,其中包括将分泌胰岛素的外源胰岛或干细胞移植入体内。或将胰岛素基因直接导入体内,合成并分泌体内缺乏的胰岛素等。本文对胰岛移植、干细胞和基因疗法用于治疗1型糖尿病的主要方式做一简要回顾与综述,并重点讨论近年来的研究进展及其临床应用的可行性。     

间充质干细胞诱导分化为胰岛分泌细胞治疗1型糖尿病

糖尿病是严重危害人类健康的一类疾病,注射胰岛素和胰岛移植虽能用于治疗糖尿病,但都存在一定的局限性。大量研究表明,间充质干细胞（mesenchymal stem cell,MSC）可以在化学以及生物因子的作用下,或通过基因转染的方式在体外被诱导分化为胰岛素分泌细胞,且移植后对糖尿病鼠模型有一定降血糖效果,因而成为糖尿病治疗领域的研究热点。文章综述了不同来源的MSC诱导分化为胰岛分泌细胞（insulin—producing cells,IPC）的方法及诱导分化后用于治疗1型糖尿病的研究进展。     

瘦素受体基因与糖尿病

瘦素受体基因（db基因）位于小鼠第4号染色体，人类为lp31表达瘦素受体。瘦素主要通过与瘦素受体结合，发挥调节能量平衡、代谢、饮食摄入、生长、生殖功能等重要作用。瘦素受体基因变异与糖尿病有一定联系。     

联合应用甘精胰岛素和门冬胰岛素治疗儿童1型糖尿病疗效初步观察

目的:观察联合应用甘精胰岛素和门冬胰岛素治疗儿童1型糖尿病(type1diabetes mellitus,T1DM)的临床效果。方法:比较12例采用传统治疗方案(诺和灵30R,2/3量早餐前半小时皮下注射,1/3量晚餐前半小时皮下注射)的T1DM患儿,改用3+1治疗方案(3餐前0-15分钟诺和锐皮下注射,睡前来的时皮下注射)治疗后HbA1c水平、低血糖发生和胰岛素用量变化。结果:12例T1DM患儿改用3+1方案治疗时HbA1c基础值为9.51±0.71%,治疗后3个月时为9.12±0.82%,6个月时为8.61±0.87%、9个月时为8.71±0.68%、12个月时为8.65±0.79%。换用3+1方案治疗后第6、9、12个月时HbA1c值较基础值明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。每日胰岛素用量由1.1±0.8U/kg降至1.0±0.5U/kg,差异无统计学意义。传统方案治疗期间,6例次发生过严重低血糖,改用3+1治疗方案后,无1例发生严重低血糖。轻中度低血糖的发生次数由2.2±0.1次/周降至1.3±0.1次/周,差异有显著统计学意义(P<0.001)。结论:采用传统治疗方案治疗的T1DM患儿,改...     

PDX-1表达质粒的构建及表达

目的:为进一步研究PDX-1基因的功能打下基础.方法:从人的胰腺cDNA中PCR扩增PDX-1基因的阅读框架,构建质粒pAAV-PDX-1.用pAAV-PDX-1转染293T细胞48小时后,用RT-PCR和Western Blot方法检测293T细胞中mRNA和蛋白水平PDX-1的表达.结果:转染了pAAV-PDX-1的293T细胞中有PDX-1的表达,而在转染质粒pAAV-MCS和未转染的293T细胞中均没有检测到PDX-1的表达.结论:构建的pAAV-PDX-1质粒在mRNA和蛋白水平都能表达PDX-1.     

胰高血糖素样肽1受体--治疗糖尿病新药的研究热点

胰高血糖素样肽l(glucagon—like peptide—l,GLP-1)与胰岛素分泌和糖代谢调节密切相关。GLP-1与其受体(GLP-1receptor,GLP-1R)结合后,主要通过cAMP和P13K两条信号途径,促进胰岛素的分泌,刺激胰岛β细胞的增殖和分化。对GLP-1R结构和信号传导机制的研究,有助于了解其在糖尿病病理进程中的作用,为开发新型糖尿病治疗药物指明方向。     

糖尿病基因治疗的新进展

目前,糖尿病的基因治疗主要分为替代基因治疗、免疫基因治疗和调节基因治疗三部分.近年来,随着人们对糖尿病本质的深层次揭示和现代分子生物学手段的发展,糖尿病基因治疗的内容不断增加.如：对K细胞的新认识,发现了胰腺十二指肠同源异形盒基因1(PDX-1)的新价值及单链胰岛素类似物基因的构建成功等.另外,还利用各种方法来提高转染效率,增加安全性.如使用腺病毒(HD)载体,应用电穿孔法(electroporation)等.     

基因治疗糖尿病的研究进展

随着基因转移技术的进步,引导了在分子水平研究替代正常胰岛素释放功能的方法,葡萄糖刺激胰岛素分泌的β细胞系和非β细胞系的构建已有一定的进步,胰岛素基因直接转染给动物体内可以控制血糖.因此,细胞工程和基因疗法必将会为糖尿病治疗开拓广阔的前景.     

Mechanism of PDX-1 protein transduction

PDX-1 plays a central role in differentiation of insulin-producing cells. We previously reported that exogenous PDX-1 protein can permeate cells and induce insulin gene expression in progenitor cells. These data suggest a strategy for facilitating differentiation into insulin-producing cells. Here we show the mechanism of PDX-1 protein transduction. Initially, a punctate cytoplasmic distribution of PDX-1 protein transduction domain (PTD), which co-localized with an endosomal marker, was observed in treated cells. However, homogeneous distribution of PDX-1-PTD was observed in some cells, indicating that PDX-1 is transduced by endocytosis and then released. The experiments using inhibitors suggested that the PDX-1 is transported through the Golgi complex and to the endoplasmic reticulum. Moreover, we observed in real-time PDX-1-PTD release from endosomes. These data suggest that mechanism of transduction of PDX-1 protein is by endocytosis and subsequent release from the endosome homogeneously in cytoplasm and nuclei, and that PDX-1 protein transduction could be a valuable strategy for facilitating differentiation of progenitor cells into insulin-producing cells.     

基于RNA的抗HIV-1基因治疗方法研究进展

艾滋病自发现以来在全球范围内迅速蔓延,危害性极高,目前广泛采用的高效抗逆转录病毒疗法(HAART)虽能够显著提高HIV-1感染者生活质量,但存在着价格昂贵,耐药和副作用的问题经常会导致HAART治疗的中断。要获得长期持续的抗病毒治疗效果还有待于研发新的抗病毒药物和治疗方法。近年来随着分子生物技术、干细胞研究、纳米技术等相关技术的发展,关于抗HIV-1基因治疗方法的研究受到了广泛关注。主要针对基于RNA的抗HIV-1基因治疗方法,包括反义RNA、核酶、RNA诱饵以及RNA干扰技术在抗HIV-1基因治疗方面进行综述。研究表明,以RNA为基础的抗HIV-1基因治疗方法有望成为传统治疗方法的一种有效辅助手段。     

干细胞在 1 型糖尿病治疗中的应用研究进展

1型糖尿病（T1D）是一种慢性、多因素自身免疫性疾病,在发病过程中,会不断破坏胰岛β细胞,最终导致胰岛素分泌不足, 严重威胁人类健康。目前,根治T1D的主要方法是胰岛移植,即将移植的胰岛替代体内已被疾病破坏的胰岛细胞,以恢复正常血糖。但 是,胰岛移植供体的缺乏和移植免疫排斥反应,给胰岛移植的临床应用带来巨大挑战。近年来,干细胞治疗为T1D提供了一种新疗法, 成为T1D治疗领域新的研究热点,为该病的治疗提供了新思路。综述不同来源干细胞——胚胎干细胞、诱导多能干细胞和成体干细胞用 于治疗T1D的研究进展。     

Gene Expression Profiling in the Type 1 Diabetes Rat Diaphragm

Background

Respiratory muscle contractile performance is impaired by diabetes, mechanisms of which included altered carbohydrate and lipid metabolism, oxidative stress and changes in membrane electrophysiology. The present study examined to what extent these cellular perturbations involve changes in gene expression.

Methodology/Principal Findings

Diaphragm muscle from streptozotocin-diabetic rats was analyzed with Affymetrix gene expression arrays. Diaphragm from diabetic rats had 105 genes with at least ±2-fold significantly changed expression (55 increased, 50 decreased), and these were assigned to gene ontology groups based on over-representation analysis using DAVID software. There was increased expression of genes involved in palmitoyl-CoA hydrolase activity (a component of lipid metabolism) (P = 0.037, n = 2 genes, fold change 4.2 to 27.5) and reduced expression of genes related to carbohydrate metabolism (P = 0.000061, n = 8 genes, fold change −2.0 to −8.5). Other gene ontology groups among upregulated genes were protein ubiquitination (P = 0.0053, n = 4, fold change 2.2 to 3.4), oxidoreductase activity (P = 0.024, n = 8, fold change 2.1 to 6.0), and morphogenesis (P = 0.012, n = 10, fold change 2.1 to 4.3). Other downregulated gene groups were extracellular region (including extracellular matrix and collagen) (P = 0.00032, n = 13, fold change −2.2 to −3.7) and organogenesis (P = 0.032, n = 7, fold change −2.1 to −3.7). Real-time PCR confirmed the directionality of changes in gene expression for 30 of 31 genes tested.

Conclusions/Significance

These data indicate that in diaphragm muscle type 1 diabetes increases expression of genes involved in lipid energetics, oxidative stress and protein ubiquitination, decreases expression of genes involved in carbohydrate metabolism, and has little effect on expression of ion channel genes. Reciprocal changes in expression of genes involved in carbohydrate and lipid metabolism may change the availability of energetic substrates and thereby directly modulate fatigue resistance, an important issue for a muscle like the diaphragm which needs to contract without rest for the entire lifetime of the organism.