MafA基因与糖尿病关系的研究进展
MAFA-PDX1过表达慢病毒感染人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞的分化
MAFA-PDX1过表达慢病毒感染人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞的分化邱晓燕;李碧欣;黎敬弟;范垂钦;马廉;王鸿武【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2024(28)7【摘要】背景:干细胞来源胰岛β细胞移植被认为是治疗1型糖尿病的有效手段。
人脐带间充质干细胞是理想的细胞来源,但其向胰岛β细胞分化的效率不高。
目的:研究MAFA、PDX1修饰促进人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化的潜能。
方法:构建MAFA-PDX1过表达慢病毒载体,用细胞形态学、RT-qPCR法、双硫腙染色比较3种方案[方案A:单纯慢病毒组;方案B:先药物(尼克酰胺、β-巯基乙醇)诱导再加慢病毒组;方案C:慢病毒和药物诱导同时进行组]诱导人脐带间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞的效率和潜能。
结果与结论:(1)细胞形态学改变:经3种方案诱导后细胞形态均发生了改变,方案B在诱导第11天细胞聚集生长最为明显,出现聚集生长的胰岛样细胞团;(2)RT-qPCR检测胰岛相关基因的表达差异:同一诱导时间点3种方案横向比较,在诱导第5天,方案C的MAFA和PDX1基因表达量最高,方案B的GCG基因表达量最高;在诱导第11天,方案B的MAFA、PDX1基因表达量以及INS和GLUT2基因表达量最高;(3)双硫腙染色鉴定锌离子:3种方案诱导第11天部分细胞被双硫腙染成棕红色,其中方案B中部分小岛状细胞被染成棕红色,颜色较深(阳性表达);(4)结果表明,MAFA和PDX1共过表达可促进人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化;MAFA-PDX1基因修饰联合药物诱导方案优于单纯基因修饰方案。
【总页数】7页(P1000-1006)【作者】邱晓燕;李碧欣;黎敬弟;范垂钦;马廉;王鸿武【作者单位】汕头大学医学院第二附属医院儿科;深圳市儿童医院儿科研究所;广州医科大学第三附属医院(广州医科大学妇女儿童医院);汕头大学医学院干细胞研究中心【正文语种】中文【中图分类】R459.9;R318;R394.2【相关文献】1.体外诱导人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化2.人脐带间充质干细胞与骨髓间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞的能力比较3.人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化的研究4.人脐带间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞的免疫原性变化因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
MafA基因治疗糖尿病的研究进展
【 作者简 介】 赵勇(9 3 1 ~) 男 , 18 — 0 , 江苏句容人 , 硕士研 究生 , 研究方 向: 胃肠 、 胰腺外科。
Te : 52 4 E—mal: h o on .t e @ sn c m l1 39 591 86 i 54z a y gsud nt ia.o
20 09年 1月 第 1 2卷
第1 期
用 MaA基 因稳定 转染 胰 岛 仅 C f T 6细 胞 , 析来 分
P x 1和 B t2突 变 导 致 的结 果 形 成 了 鲜 明 的对 d一 e a
自内源 性胰 岛素基 因表 达 的研 究发 现 , f Ma A基 因在
应用 和治 疗效 果 。胚胎 干 细胞 和胰 腺 干细 胞一 度成 为治 疗 糖 尿 病 的种 子 细胞 , 又 受 到 了取 材 不 便 和 但
伦 理 学 的 限 制 。 目前 发 现 , f 基 因 在 P x 1 MaA d一 、
胰 岛素 基 因在 胰 腺 1 3细胞 特 异性 表达 ,其 转 录受 到 循 环 中葡 萄 糖 水 平 的 调 节 。有 资 料 报道 未 被 鉴 别 出 的 1 胞 特 异 性 核 因 子 结 合 到 称 为 3细 RP 3 IE b的保 守 的顺 式 调 控 元 件 , 葡 萄 糖 调 节 的 对
表 达 很 重 要 [6 R — C 5 ] T P R分 析 显示 MaA mR A - f N 只能 在 品状 体 和胰 腺 B细 胞被 检 测 到 。MaA蛋 f
N uo e rD等 其他 基 因 的联 合 作用 下 , 能够诱 导 体 外胰 岛素分 泌 , 对糖 尿 病 的治疗 有重 大 的意 义
胞 来 重 建胰 腺 内分 泌 功 能 , 移 植 排 异 、 疫 抑 制 但 免 的副作 用 及 手 术 并 发 症 等 诸 多 因素 制 约 了 临 床 的
FoxO1的功能研究进展
FoxO1的功能研究进展陈小玲;黄志清;毛湘冰;吴秀群【摘要】FoxO proteins were unified nomenclature in 2000. Among them,FoxOl is one of the main member of the subfamily. This paper points out the structure and distribution of FoxOl, and highligts its biological function on biological metabolism, oxidative stress,differentiation of skeletal muscle cells and transformation of muscle fiber types in animals,and animal reproduction.%FoxO蛋白家族是2000年才公布统一命名的蛋白质家族,其中FoxO1是FoxO亚家族中的主要成员之一.作者在综述FoxO1的结构及其分布的基础上,重点探讨了其与生物代谢、氧化应激、动物肌细胞分化和肌纤维类型转化、动物繁殖等方面的生物学功能.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2011(038)009【总页数】4页(P90-93)【关键词】FoxO1;生物代谢;氧化应激;肌纤维发育;动物繁殖【作者】陈小玲;黄志清;毛湘冰;吴秀群【作者单位】四川农业大学动物营养研究所,动物抗病营养四川省重点实验室,四川雅安625014;四川农业大学动物营养研究所,动物抗病营养四川省重点实验室,四川雅安625014;四川农业大学动物营养研究所,动物抗病营养四川省重点实验室,四川雅安625014;四川农业大学动物营养研究所,动物抗病营养四川省重点实验室,四川雅安625014【正文语种】中文【中图分类】Q78Fox基因为Forkhead,来源于果蝇的“叉头”突变,于1990年首次发现,至今已发现了90多种Fox基因,在进化上高度保守,2000年正式统一命名的转录因子家族,广泛存在于从酵母到哺乳类的真核生物中。
糖尿病发病机理新认识
目录
1
糖尿病病理之三英会
2
糖尿病病理之八重奏
3
糖尿病胰岛细胞之再认识
4
治疗糖尿病之新希望
5
总结
总结
• 医学对疾病永远处在不断认识的过程,从三英会到八重奏,对糖尿病 的认识越来越深刻,治疗手段也越来越多。
• 从β细胞凋亡到β细胞去分化,是对糖尿病认识的重大转变。 • 胰岛β细胞去分化的过程可能是可逆的,这为防治糖尿病提供了更多
胰岛素分泌减少
磺脲类、格列奈类、胰岛素、DPP-IV抑制剂、GLP-1RA
肝糖输出增加
双胍类、噻唑烷二酮类、考来维仑
肌肉摄取葡萄糖减少
噻唑烷二酮类、双胍类
胰高糖素分泌增加
普兰林肽、GLP-1RA、DPP-IV抑制剂
肠促胰素功能受损
GLP-1RA、DPP-IV抑制剂、糖苷酶抑制剂、考来维仑
葡萄糖重吸收增加
重新审视糖尿病的病理及治疗
• 为预防β细胞去分化和逆分化已经去分化的β细胞,必须早诊断糖尿病 ,并积极药物治疗。
• 胰岛β细胞去分化的过程可能是可逆的,这为通过延缓胰岛β细胞衰竭 来防治糖尿病提供了更多可能。
• 预防β细胞去分化或(和)促进去分化细胞再分化为β细胞是T2DM治 疗的新靶点,针对β细胞去分化的机制开发新药,也可能是未来新的 发展方向。
去分化
转分化
胰岛素 胰岛素原 胰高糖素
糖尿病治疗新思路
胰岛素是唯一的吗
• 有研究表明,口服药物在T2DM初期 科获得与胰岛素相似的强化降糖作 用。但是否也可将去分化的β细胞逆 分化,使其恢复原有的内分泌功能 ,还有待研究。
• 在大鼠模型中,胃旁路手 术可改善胰岛β细胞去分 化程度,机制尚不明确。
胰岛α细胞的功能调控研究进展
胰岛α细胞的功能调控研究进展摘要胰岛α细胞功能失调参与糖尿病的发生。
自身转录因子、转录后修饰、分泌相关转运体以及β、δ细胞的旁分泌信号、炎症因子和糖、脂、氨基酸等均可影响α细胞功能。
本文就调控α细胞功能的多种因素及机制研究的最新进展进行综述。
近年来,糖尿病发病率逐年上升。
在中国,成年人中糖尿病和糖尿病前期的患者已达10.9%和35.7%[1],其本身及并发症严重影响患者的生活质量。
糖尿病的发生与胰岛β细胞数量减少和功能缺陷相关,但α细胞在糖尿病发生中的作用也不应忽视。
多项临床研究显示,1型糖尿病和2型糖尿病患者中均存在胰岛α细胞功能紊乱,胰升糖素增多导致空腹血糖升高,而其分泌不受抑制则导致餐后血糖过高[2,3]。
2型糖尿病患者胰腺α细胞与β细胞面积比值增加[4],胰升糖素(Glucagon, GCG)与胰岛素比值升高[5],而在糖尿病前期人群中亦存在胰升糖素水平升高[6]。
开展α细胞功能调控相关研究将有助于更好地了解α细胞在糖尿病发生中的具体作用,并为糖尿病治疗提供理论基础。
一、胰岛α细胞生成、功能及可塑性胰岛α细胞生成复杂,需要多种因子参与。
在胰腺十二指肠同源盒(pancreatic and duodenal homeobox1,Pdx1)基因的调控作用下,早期胰岛形成;神经元素3(neurogenin 3,Ngn3)决定胰岛祖细胞向内分泌细胞方向转化,形成前体细胞。
当aristaless相关同源框(aristaless related homeobox, Arx)表达占优势,配对盒基因4(paired box 4,Pax4)表达水平低时,前体细胞向胰岛α细胞方向分化,同时配对盒基因6(paired box 6,Pax6)和肌肉松弛性纤维肉瘤癌基因家族蛋白B(v-maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene family protein B,MafB)在α细胞晚期分化成熟中发挥作用;而当Pax4表达占主导地位,前体细胞则向胰岛β细胞方向分化,同时Nirenberg与Kim同源盒(Nkx)基因Nkx2.2、Nkx6.1和MafA也在β细胞发育成熟中发挥重要作用[7,8]。
_MafA基因与糖尿病关系的研究进展
第22卷第1期2012年1月江苏大学学报(医学版)Journal of Jiangsu University(Medicine Edition)Vol.22No.1Jan.2012 MafA基因与糖尿病关系的研究进展高羽,刘宝华,童卫东,张安平,李凡,王李(第三军医大学大坪医院野战外科研究所胃结直肠肛门外科,重庆400042)[关键词]MafA基因;胰腺β细胞;氧化性应激;糖尿病[中图分类号]R587.1[文献标志码]A[文章编号]1671-7783(2012)01-0086-04糖尿病是威胁人类健康的重大疾病之一,其发病过程中都要涉及胰腺β细胞受损和胰岛素绝对或相对分泌不足的问题。
随着研究的进展,人们发现包括MafA基因在内的转录因子是胰腺β细胞分化、成熟以及胰岛素的分泌不可或缺的重要因子。
MafA基因表达抑制将导致胰腺β细胞功能受损。
上调其表达可以作为预期的糖尿病治疗的机制之一,且该基因可调节非胰岛素分泌细胞分泌胰岛素。
本文就MafA基因在上述几方面的研究进展做如下综述。
1MafA基因简介MafA基因全称为肌腱膜纤维肉瘤癌基因同源物A基因(v-maf musculoaponeurotic fibrosarcoma on-cogene homologue A),是一种具有亮氨酸拉链结构的转录因子。
它属于巨噬细胞激活因子(macro-phage activating factor,Maf)家族。
该家族分子包括含有4个N末端的酸性转录激活区域(acidic tran-scription activating domain,TAD)的大Maf蛋白和3个包含bZIP的小Maf蛋白。
MafA蛋白属于大Maf 蛋白。
作为一种转录因子,MafA蛋白的分布和其他转录因子有所不同,它是目前发现的唯一一种β细胞胰岛素基因活化转录因子[1]。
胰腺β细胞的成熟和功能的维持都有赖于MafA蛋白的正常表达[2]。
MafA蛋白是一种特异的胰岛β细胞核因子,可结合至胰岛素基因启动子区域保守顺式调控元件RIPE3b,作为一种强烈的反式作用因子调控胰岛素的表达[3]。
炎德.英才大联考湖南师范大学附属中学2025届生物高三上期末经典模拟试题含解析
炎德.英才大联考湖南师范大学附属中学2025届生物高三上期末经典模拟试题注意事项1.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.作答非选择题,必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效.5.如需作图,须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗.一、选择题:(共6小题,每小题6分,共36分。
每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列关于信息传递的描述,正确的是()选项信息类型来源作用对象举例A 植物激素特定的器官靶细胞生长素B 淋巴因子T细胞B细胞溶菌酶C 物理信息某生物同种生物蜜蜂圆圈舞神经元、肌细胞肾上腺素D 神经递质神经元等A.A B.B C.C D.D2.二倍体生物(2N=10)的某细胞刚刚完成着丝粒的分裂。
下列叙述正确的是()A.该细胞中含有4个染色体组,不含染色单体B.该细胞中染色体数、核DNA数是体细胞的2倍C.该细胞分裂产生的子细胞中可能含同源染色体D.着丝粒分裂形成的子染色体上基因不同是交叉互换导致的1.3.叶绿体是植物进行光合作用的场所。
下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D.光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的4.对HIV的化学成分进行分析,得到如图所示组成关系,叙述正确的是A.a与a之间通过“-NH-CO-”相连接B.甲、乙的合成主要由HIV的线粒体供能C.乙彻底水解可产生磷酸、核糖和A、G、T、C四种碱基D.HIV的遗传信息主要储存在大分子甲中5.下列有关生物变异与进化的叙述,正确的是()A.单倍体植物的体细胞只含有一个染色体组B.可遗传变异都能为生物进化提供原材料C.基因中插入一小段DNA序列引起染色体结构变异D.突变和基因重组产生的新性状是生物进化的方向6.在逻辑数学中,若由甲推不出乙而由乙可以推出甲,则称甲是乙的必要不充分条件。
MafA基因重组腺病毒的构建及其对小鼠肝癌细胞的影响
MafA基因重组腺病毒的构建及其对小鼠肝癌细胞的影响任伟;Sabire Ozcan【期刊名称】《中华内分泌外科杂志》【年(卷),期】2008(002)005【摘要】目的利用AdEasy-1系统构建胰岛素转录因子之一的MafA基因重组腺病毒(Ad-MafA),并观察其对小鼠肝癌细胞的影响.方法将质粒cDNA3/MafA扩增、酶切获得MafA DNA片段插入腺病毒穿梭载体质粒pAdTrack-CMV的巨细胞病毒(CMV)启动子下游,构建重组穿梭载体pAdTrack-CMV-MafA,线性化后与骨架载体AdEasy-1在细菌BJ5183内同源重组得到腺病毒质粒pAd-MafA,经293细胞包装后得到含MafA全长DNA片段的重组腺病毒AdMafA;将Ad-MafA体外感染小鼠肝癌细胞(Hepa1-6),以RT-PCR和Western blot检测MafA在hepa1-6细胞的表达.结果连接、重组后通过酶切法筛选出pAd-MafA,经293细胞包装,5d后观察到绿色荧光蛋白(GFP)明显表达,通过反复感染HEK细胞扩增得到高滴度的重组腺病毒,Ad-MafA体外感染肝癌细胞1d后,MafA基因表达和蛋白表达明显增加.结论利用新型腺病毒载体AdEasy-1系统可在短期内制备同时表达GFP和MafA的重组腺病毒(Ad-MafA),Ad-MafA体外感染小鼠肝癌细胞可显著提高MafA的表达,这将为基因治疗糖尿病提供新的手段.【总页数】5页(P295-299)【作者】任伟;Sabire Ozcan【作者单位】重庆医科大学附属第一医院内分泌科,重庆,400016;美国肯塔基大学Chandler医学中心分子和细胞生物化学系,美国【正文语种】中文【中图分类】R735.7【相关文献】1.携带小鼠白细胞介素-12 siRNA基因重组腺病毒载体的构建及其在树突状细胞中的表达 [J], 罗建飞;胡炜焰2.XAF1基因重组腺病毒载体的构建及其在人肝癌细胞体内外的表达 [J], 孙璟;朱黎明;姚玮艳;涂水平;吴云林;乔敏敏;江石湖3.小鼠MafB基因重组腺病毒载体的构建及其对破骨细胞分化的影响 [J], 朱云;王正宇;杨小中;马涛;陈婷梅;张健4.NT4p53(C22)Ant融合基因重组腺病毒的构建及对肝癌细胞的杀伤作用 [J], 周琦;尚旭;许永波;姜珏;王华;李苗5.小鼠FcγRⅡB基因重组腺病毒的构建及其对巨噬细胞分泌IL-10的影响 [J], 秦娣;秦学林因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
胰岛β细胞转录因子MafA的研究进展
胰岛β细胞转录因子MafA的研究进展林雅静【摘要】肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A(MafA)是特异表达于β细胞的一种转录因子,参与调节胰岛素合成、分泌和糖代谢等相关基因的表达.MafA特异结合于胰岛素基因C1元件,与结合于A1、E1元件的转录因子胰腺和十二指肠同源盒因子1、β细胞E盒反式作用因子共同调节胰岛素基因的转录.MafA在葡萄糖调节胰岛素基因表达过程中具重要作用,血糖变化可通过改变MafA的表达、稳定性及其与C1元件的结合活性调节胰岛素基因的转录.MafA的变异或缺失与糖尿病发生密切相关.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2010(016)011【总页数】4页(P1693-1696)【关键词】肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A;β细胞;葡萄糖;胰岛素;糖尿病【作者】林雅静【作者单位】福建医科大学附属漳州市医院内分泌科,福建,漳州,363000【正文语种】中文【中图分类】R587.1肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物 A(v-mafmusculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homologue A,MafA)是 Maf转录因子家族中的一员,在成人胰腺中MafA特异表达于β细胞。
MafA在血糖调节胰岛素基因表达的过程中发挥着重要作用,葡萄糖浓度的变化可在多个水平调节 MafA的表达水平及功能活性。
在糖尿病状态下,MafA的表达和(或)活性减低,抑制了胰岛素的生物合成和分泌。
MafA 是近来研究较多的重要的β细胞转录因子,详细了解其在血糖调节胰岛素表达中的作用及机制,将为进一步了解β细胞的功能和糖尿病的发生机制提供理论依据,也为治疗糖尿病打开新的思路。
现对胰岛细胞转录因子 MafA的研究进展予以综述。
1 β细胞中 MafA的结构和表达Maf家族是碱性亮氨酸拉链转录因子的一个亚群,广泛调节组织特异基因的表达和细胞分化。
Maf家族按结构和功能可分为两类,即大 Maf蛋白与小 Maf蛋白。
免疫逃避型人胰岛类器官改善糖尿病
免疫逃避型人胰岛类器官改善糖尿病导读干细胞来源的胰岛有望成为治疗胰岛素依赖型糖尿病的有效策略,但仍面临挑战。
本研究诱导多能干细胞产生人胰岛类器官(HILO),驱动非经典的WNT4信号促进其代谢成熟。
这些功能成熟的HILO 包含内分泌类细胞,且移植后可在糖尿病NOD / SCID小鼠中快速重建葡萄糖稳态。
PD-L1的过表达保护HILO异种移植,使它们能够在具有免疫活性的糖尿病小鼠中复原葡萄糖稳态达50天。
此外,IFN-γ离体刺激可诱导内源性PD-L1表达,并抑制T细胞活化和移植排斥。
这类能够逃避免疫检测的葡萄糖反应性胰岛类器官的产生,为尸体和设备依赖的糖尿病治疗提供了极具前景的替代方案。
结果1 WNT4诱导HILOs的功能成熟胰岛移植可为1型和2型晚期糖尿病患者提供长期有效的血糖,但尸体来源的胰岛因质量和可利用性而限制了其实用价值。
尽管诱导性多能干细胞(iPS细胞)向胰岛β样细胞的分化取得重大进展,但产生适合于人类治疗的功能性β样细胞仍待探究。
研究者先前证明核雌激素相关受体γ(ERRγ)能够驱动葡萄糖刺激下β细胞胰岛素分泌(GSIS)所必需的产后代谢成熟。
ERRγ在iPS来源的β样细胞中的过表达足以实现体内/外功能。
为了产生适合移植的功能性细胞,研究者探索能够复制细胞结构以及胰岛细胞类型多样性的培养条件。
最初利用人类脂肪干细胞(hADSCs)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)(分别模拟胰腺成纤维细胞和胰腺内皮细胞)在三维(3D)培养和多糖悬浮凝胶培养中形成器官和血管结构的固有能力。
在人类iPS细胞(hiPS细胞)衍生的内分泌祖细胞分化过程中掺入hADSCs和HUVECs,可形成与人类胰岛大小相当的多细胞球体(MCSs)。
与不存在hADSCs和HUVECs的情况相比,MCSs中ESRRG(编码ERRγ)和线粒体基因NDUFA1和COX7A2的表达增加,这也与体外葡萄糖刺激后胰岛素分泌升高有关。
在链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病NOD / SCID小鼠中,移植到肾囊中的MCSs能够维持葡萄糖稳态约40天,显示出与人胰岛移植相似的效果,且移植的MCSs仍对葡萄糖具有反应性。
腺病毒转染MafA诱导人脐带间充质干细胞表达胰腺细胞特异性基因
腺病毒转染MafA诱导人脐带间充质干细胞表达胰腺细胞特异性基因王鸿武;倪萍;赖秀蓝;冯学永;林丽敏;马廉【摘要】背景:人脐带间充质干细胞经化学药物或共培养等方法诱导后胰岛素分泌量低,转染胰腺发育特异性基因诱导干细胞向成熟β细胞分化是近年来的研究热点.目的:探讨MafA基因转染后人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化的潜能.方法:腺病毒携带外源性β细胞发育的关键转录因子MafA(Ad-MafA-EGFP),转染入第3代人脐带间充质干细胞,诱导后7 d观察细胞的形态学变化,应用PCR检测细胞中胰腺细胞特异性基因(glucagon、Pdx1、Nkx2.2)的表达.结果与结论:①经Ad-MafA-EGFP转染后,倒置相差显微镜下观察人脐带间充质干细胞形态未见明显变化;②荧光显微镜下观察Ad-MafA-EGFP已进入细胞内;③经Ad-MafA-EGFP诱导后,人脐带间充质干细胞中人源性胰腺前体细胞glucagon、Pdx1、Nkx2.2基因表达增高,为人脐带间充质干细胞进一步分化成熟胰腺β细胞提供实验依据.%BACKGROUND: Human umbilical cord mesenchymal stem cells (HUMSCs) can differentiate into insulin-producing cellsafter induced by chemical drugs or co-culture methods, but insulin secretion is extremely low. Therefore, to inducemature pancreatic beta cell differentiation from stem cells by adenovirus transfection of specific genes involved in thedevelopment of pancreas is a research hotspot in recentyears.OBJECTIVE: To study the differentiation potential of HUMSCs into insulin-producing cells after transfection withmusculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homologue A (MafA).METHODS: Ad-MafA-EGFP was transferred into passage 3 HUMSCs. After 7 days of induction, changesof cellmorphology were observed by inverted phase contrast microscope. Expression of pancreatic cell-specific genes(glucagon, PDX1, Nkx2.2) was detected by PCR technique.RESULTS AND CONCLUSION: After Ad-MafA-EGFP transfection, no significant morphological changes were observedin the HUMSCs under inverted phase contrast microscope. It was confirmed by fluorescence microscope thatAd-MafA-EGFP was transferred into the HUMSCs. After induction, the expression of human pancreatic precursorcell-related genes, including glucagon, PDX1 and Nkx2.2, was increased as detected by PCR. To conclude, thesefindings could provide experimental evidence for further differentiation and maturation of pancreatic β cells fromHUMSCs.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2017(021)009【总页数】5页(P1368-1372)【关键词】干细胞;脐带脐血干细胞;脐带;间充质干细胞;MafA;胰腺前体细胞【作者】王鸿武;倪萍;赖秀蓝;冯学永;林丽敏;马廉【作者单位】汕头大学医学院第二附属医院儿科,广东省汕头市 515041;汕头大学医学院附属肿瘤医院乳腺肿瘤科,广东省汕头市 515031;汕头大学医学院第二附属医院儿科,广东省汕头市 515041;汕头大学医学院第二附属医院儿科,广东省汕头市515041;汕头大学医学院第二附属医院儿科,广东省汕头市 515041;深圳大学妇幼保健院,广东省深圳市 518118;深圳市坪山新区妇幼保健院,广东省深圳市 518118【正文语种】中文【中图分类】R394.20 引言 Introduction1型糖尿病又称胰岛素依赖性糖尿病,是一种由多种病因引起的针对胰岛素β细胞破坏的自身免疫性疾病。
糖尿病临床治疗最新进展
针对糖尿病患者的神经病变,采用营 养神经药物、改善微循环药物等,以 缓解神经痛和其他神经病变症状。
糖尿病最新研究进展
03
糖尿病的基因治疗研究
β细胞再生
研究发现,某些基因可以促进β细胞再生,从而增加胰岛素分泌量。这些基因包括Pdx1、MafA和GLP-1等。通 过基因疗法将这些基因导入β细胞,有望恢复β细胞功能,控制血糖水平。
精准医学
通过基因检测、代谢组学等手段,了解患者的遗传背景、代谢特征等信息,为患者制定个 性化的治疗方案提供科学依据。
临床实践
个体化治疗和精准医学在糖尿病临床实践中已开始应用,并取得了一定的疗效和患者满意 度。
提高公众对糖尿病的认识与自我管理能力的挑战
1 2
健康教育
通过各种渠道普及糖尿病知识,提高公众对糖尿 病的认识,使其了解疾病的危害、预防措施和治 疗方案。
诱导多能干细胞
诱导多能干细胞是一种由成人细胞诱导而来的干细胞,具有与 胚胎干细胞相似的分化潜力。研究发现,将诱导多能干细胞分 化为胰腺β细胞后移植到糖尿病患者体内,可以改善血糖控制, 减少胰岛素需求。
免疫疗法在糖尿病治疗中的应用研究
调节T细胞
调节T细胞是一种重要的免疫细胞,可以抑制其他免疫细胞的活性,维持免疫平衡。研 究发现,调节T细胞在糖尿病发病机制中起重要作用。通过调节调节T细胞的活性,有
糖尿病的流行病学
全球患病率
全球范围内,糖尿病的患病率呈逐年 上升趋势,已成为严重的公共卫生问 题。
地区差异
不同地区和国家,糖尿病的患病率存 在差异,与经济发展水平、生活方式 和遗传因素等有关。
糖尿病的病因与病理生理
病因
糖尿病的病因较为复杂,主要包括遗传因素、环境因素和免疫因素等。
原发性醛固酮增多症与糖代谢紊乱的研究进展
·综述·基金项目:江苏省卫生健康委面上项目(LKM2022042);无锡市科学技术协会软科学研究课题(KX 22 B43)作者简介:李晓玉,硕士研究生,Email:xiaoyu_li2020@163.com通信作者:洪侃,主任医师,Email:2898456291@qq.com原发性醛固酮增多症与糖代谢紊乱的研究进展李晓玉,陆守荣,芦嘉琪,李昕逸,杨颖,洪侃南京医科大学附属无锡人民医院内分泌科,无锡214023[摘要] 原发性醛固酮增多症作为内分泌性高血压中最常见的类型伴有相当比例的糖代谢异常,是内分泌性糖尿病的一种病因,可能机制包括自主醛固酮过量分泌并通过盐皮质激素受体及非盐皮质激素受体等导致外周组织和肝脏等胰岛素敏感性下降、胰岛功能受损。
近期研究表明,原发性醛固酮增多症合并皮质醇共分泌发生率较高,皮质醇作为一种糖皮质激素,可以通过糖皮质激素受体及盐皮质激素受体发挥作用,促进糖异生、抑制糖原合成、降低胰岛素敏感性及胰岛素分泌等途径影响糖代谢。
盐皮质激素受体拮抗剂对糖代谢的影响目前仍存在争议,针对合并皮质醇共分泌且不宜手术的原发性醛固酮增多症患者,盐皮质激素受体拮抗剂联合糖皮质激素受体拮抗剂或许对糖代谢发挥作用。
[关键词] 醛固酮增多症;葡萄糖代谢障碍;氢化可的松;盐皮质激素受体拮抗剂;综述DOI:10.3969/J.issn.1672 6790.2023.03.029ResearchprogressofprimaryaldosteronismandglucosemetabolismdisorderLiXiaoyu,LuShourong,LuJiaqi,LiXinyi,YangYing,HongKanDepartmentofEndocrinology,WuxiPeople′sHospitalofNanjingMedicalUniversity,Wuxi214023,ChinaCorrespondingauthor:HongKan,Email:2898456291@qq.com[Abstract] Asthemostcommontypeofendocrinehypertensionwithaconsiderableproportionofabnormalglucosemetabolism,primaryaldosteronismisacauseofendocrinediabetes.Thepossiblemechanismsincludeexces sivesecretionofautonomicaldosterone,whichleadstodecreasedinsulinsensitivityinperipheraltissuesandliver,andimpairedpancreaticisletfunctionthroughmineralocorticoidreceptorandnonmineralocorticoidreceptor.Recentstud ieshaveshownthatprimaryaldosteronismwithco secretionofcortisolhasahighincidenceandhasreceivedmoreandmoreattention.Asaglucocorticoid,cortisolcanplayarolethroughglucocorticoidreceptorandmineralocorticoidre ceptor,promotinggluconeogenesis,inhibitingglycogensynthesis,reducinginsulinsensitivityandinsulinsecretiontoaffectglucosemetabolism.Theeffectofmineralocorticoidreceptorantagonistsonglucosemetabolismisstillcontrover sial.Forpatientswithprimaryaldosteronismcombinedwithcortisolco secretionandunsuitableforsurgery,mineralo corticoidreceptorantagonistscombinedwithglucocorticoidreceptorantagonistsmayplayadominantroleinglucosemetabolism.[Keywords] Hyperaldosteronism;Glucosemetabolismdisorders;Hydrocortisone;Mineralocorticoidreceptorantagonists;Review 原发性醛固酮增多症(PA)是指肾上腺皮质自主分泌过多醛固酮,肾素-血管紧张素系统活性受抑制,导致水钠潴留,容量负荷增多,尿钾排泄增多,临床上主要表现为高血压和低血钾[1]。
组蛋白赖氨酸甲基转移酶在糖尿病中的研究进展
组蛋白赖氨酸甲基转移酶在糖尿病中的研究进展包志伟; 杨天竹; 刘洋; 王志刚【期刊名称】《《中国医药导报》》【年(卷),期】2019(016)025【总页数】4页(P45-48)【关键词】组蛋白; 组蛋白甲基化; 赖氨酸甲基转移酶; 糖尿病【作者】包志伟; 杨天竹; 刘洋; 王志刚【作者单位】哈尔滨医科大学(大庆)医学检验与技术学院生物化学教研室黑龙江大庆 163319【正文语种】中文【中图分类】R587.1糖尿病是在遗传因素与环境因素相互作用下,以胰岛素的分泌和利用异常引发的高血糖为特征的代谢性疾病,目前尚无根治方法。
糖尿病分为两型,1 型糖尿病主要与免疫系统缺陷和遗传因素有关,2 型糖尿病主要与胰岛素抵抗和肥胖有关,在我国糖尿病患者中有90%是2 型糖尿病患者。
胰岛素的分泌和利用是糖尿病发生发展的关键因素,胰岛素分泌和发挥功能的过程又受到许多因素的调节,如胰岛素受体和胰岛素样生长因子1 的分子含量变化影响胰岛素亲和能力[1]。
许多组蛋白修饰酶在代谢疾病中起着至关重要的作用,包括糖尿病及其并发症。
组蛋白甲基化调节酶在代谢疾病中的作用也引起了人们的关注,多种组蛋白赖氨酸甲基转移酶与糖尿病及其并发症的发生发展有关,因此本文对组蛋白赖氨酸甲基转移酶在糖尿病及其并发症中的研究进展作一简要综述。
1 影响组蛋白甲基化的相关因素组蛋白甲基化是表观遗传学中组蛋白修饰的主要形式之一。
组蛋白甲基转移酶和组蛋白脱甲基酶共同完成组蛋白甲基化修饰这一动态过程。
组蛋白的甲基化主要发生在H3 和H4 的赖氨酸(lysine,K)和精氨酸(arginine,R)上,组蛋白赖氨酸甲基转移酶主要由SET(Su var 3-9,E z,Trithorax)结构域家族和非SET 结构域家族的甲基转移酶完成。
目前,对SET 结构域家族研究相对充分。
H3K4、H3K36、H3K79 的甲基化主要参与基因激活,而H3K9、H3K20、H3K27 的甲基化主要参与基因沉默。
2型糖尿病相关基因多态性及其研究进展
[] B P amao,0 5 1 54 :1 2 . J . r h r c120 ,4 () 4 54 3 J [ 2 L i e , mb r EiW ,t 1 rti kn s C8I 1] e g s Gi onK, l e a P oe iae 一 t M s . n s
( 本文责任编辑 张耀元
收稿 日 :00 1 O 期 21— — ) 0 1
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综 述
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2型 糖 尿 病 相 关 基 因 多态 性 及 其 研 究 进 展
渠利利 , 勇飞 , 徐 朱 婵 综 述 , 书奎 △审 校 王
( 南京 医科 大学 附属 南京 第一 医院 中心 实验 室 2 0 1 ) 1 0 2
度 。胰 岛素 基 因 异 常 必 然 引 起 胰 岛 素 的 改 变 , 而 导 致 糖 尿 从
病 。Na ahma等 Ⅲ 对 胰 岛 素 基 因 外 显 子 3进 行 分 析 , 现 k si 发 ( r 6 s 位 点 突 变 , 致 了 高 胰 岛 素 原 血 症 。 Ol sy A g 5 Hi) 导 a k n
即 通过 对 患 者 和 健 康 对 照 全 基 因组 扫 描 的 差 异 来 筛 选 可 能 易
感 基因 , 与候 选 基 因研 究 不 同 , 种 方 法 不 需 要 事 先 了解 该 基 这 因 的生 物学 功 能 或 致 病 机 制 。
与 2型 糖 尿 病 相 关 的 基 因多 态 性
【 要 】 2型糖 尿 病 是 1种 多 基 因遗 传 病 , 且 与 环 境 因 素密 切 相 关 。基 因 的 多 态性 现 已 成 为 2型 糖 尿 病 研 究 的热 点 之 一 。 摘 并
糖尿病的胰岛素合成机制研究
糖尿病的胰岛素合成机制研究胰岛素合成机制是研究糖尿病的重要方向之一。
糖尿病是一种慢性代谢疾病,主要特征是血糖水平的异常升高。
胰岛素是由胰腺的β细胞合成和分泌的重要激素,它在调节血糖平衡和维持正常能量代谢中起着至关重要的作用。
1. 胰岛素合成的基本过程胰岛素合成的基本过程包括胰岛素基因的转录、转录后的mRNA的剪接和翻译以及成熟胰岛素的分泌。
首先,胰岛素基因(INS)被β细胞中的转录因子促使其转录。
转录后的mRNA经过剪接过程产生成熟的mRNA,然后通过核糖体翻译生成胰岛素前体蛋白(proinsulin)。
最后,胰岛素前体蛋白在高尔基体和高尔基体网状内质网系统中经过复杂的后转译修饰,形成成熟的胰岛素,然后被包装成泡状结构,并分泌到细胞外。
2. 转录调控胰岛素合成的转录调控是胰岛素合成的关键步骤之一。
INS基因的转录主要由胰岛素转录因子(如PDX-1、NKX6.1等)和其他转录因子(如NEUROD1、MAFA等)共同调控。
这些转录因子与INS基因启动子区域上的转录调控元件相互作用,促使INS基因的转录开始。
此外,转录因子的表达水平和动态变化也与胰岛素合成的调节密切相关。
3. mRNA剪接胰岛素合成过程中的另一个重要步骤是mRNA的剪接。
mRNA剪接是一种基因表达调控的方式,通过剪接选择不同的外显子,从而使同一个基因产生多个不同的mRNA和蛋白质产物。
胰岛素的mRNA剪接主要包括两个剪接事件:第一个是选择性的胰岛素外显子8剪接,它决定了胰岛素和C肽的比例;第二个是胰岛素前体蛋白信号肽的剪接,从而产生成熟的胰岛素。
4. 翻译和翻译后修饰在转录和剪接过程完成后,生成的mRNA被核糖体翻译生成胰岛素前体蛋白。
然后,胰岛素前体蛋白经过一系列后转译修饰过程,包括信号肽剪除、蛋白质折叠和二硫键形成等,形成成熟的胰岛素。
这些修饰过程主要发生在高尔基体和高尔基体网状内质网系统中,保证胰岛素蛋白质的正确折叠和成熟。
5. 胰岛素分泌合成完成的成熟胰岛素被包装成具有特定结构的小泡(insulin granules),并储存在细胞内。
肾气丸加减方对高糖高脂诱导的MIN6细胞保护作用及PI3K
环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October 2023,Vol.16,No.101945 ㊃中医药对糖尿病分子影响的研究㊃基金项目:国家自然科学基金(82174354)作者单位:100053 北京,中国中医科学院广安门医院内分泌科(张月颖㊁倪青),[张珊㊁温志歌(博士研究生)㊁史佩玉(硕士研究生)㊁王皓朔(硕士研究生)]作者简介:张月颖(1994-),博士,主治医师㊂研究方向:糖尿病中医临床与基础研究㊂E⁃mail:183****0673@ 通信作者:倪青(1968-),博士,主任医师㊂研究方向:糖尿病中医临床与基础研究㊂E⁃mail:niqing669@肾气丸加减方对高糖高脂诱导的MIN6细胞保护作用及PI3K /AKT /GSK⁃3β信号通路的影响张月颖 张珊 温志歌 史佩玉 王皓朔 倪青【摘要】 目的 利用MIN6细胞损伤模型探讨肾气丸加减方通过调控磷脂酰肌醇3⁃激酶/丝氨酸 苏氨酸激酶/糖原合成激酶3β(phosphoinositide3⁃kinase /threonine⁃protein kinase /glycogensynthase kinase⁃3β,PI3K /AKT /GSK⁃3β)信号通路保护胰岛β细胞功能的机制㊂方法 将MIN6细胞分为空白组,模型组,肾气丸加减方低㊁中㊁高剂量组以及PI3K 阻滞剂组(LY294002)㊂用CCK⁃8法检测各组细胞活性,胰岛素放射免疫分析试剂盒检测各组MIN6细胞上清液胰岛素含量,流式细胞术检测各组细胞凋亡率,免疫蛋白印迹法检测各组细胞中PI3K㊁磷酸化(phosphorylated,p)⁃PI3K㊁AKT㊁p⁃AKT ㊁GSK⁃3β㊁p⁃GSK⁃3β及胰腺十二指肠同源盒⁃1(pancreatic duodenal homeobox⁃1,PDX⁃1)和肌腱膜纤维肉瘤癌基因同源物A(v⁃maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homologue A,MafA)蛋白的表达㊂结果 与空白组比较,模型组MIN6细胞活性明显下降,胰岛素分泌水平下降,细胞凋亡率明显升高(P <0.01);与模型组比较,肾气丸加减方低㊁中㊁高剂量组细胞活力升高,胰岛素分泌水平升高,细胞凋亡率均降低(P <0.05或P <0.01);各干预组间比较差异无统计学意义(P >0.05)㊂与空白组比较,模型组PI3K /p⁃PI3K㊁AKT /p⁃AKT㊁p⁃GSK⁃3β蛋白表达明显下调,GSK⁃3β蛋白表达上调(P <0.05),PDX⁃1和MafA 蛋白表达明显下调(P <0.01);与模型组比较,肾气丸加减方中㊁高剂量组PI3K /p⁃PI3K㊁AKT /p⁃AKT㊁p⁃GSK⁃3β蛋白表达均明显上调(P <0.05或P <0.01),GSK⁃3β蛋白表达明显下调(P <0.01);PDX⁃1和MafA 蛋白表达明显上调(P <0.01);加入通路阻滞剂LY294002后肾气丸加减方上述作用被抵消(P <0.05或P <0.01)㊂结论 肾气丸加减方可提高糖脂毒性作用下MIN6细胞活力,减轻细胞凋亡,促进胰岛素分泌,以中㊁高剂量效果较佳,其机制可能与激活PI3K /AKT /GSK⁃3β信号通路㊁抑制GSK⁃3β的表达有关,进而升高PDX⁃1和MafA 的蛋白表达,恢复胰岛β细胞功能㊂【关键词】 肾气丸加减方; 高糖高脂毒性; MIN6细胞; 脂酰肌醇3⁃激酶/丝氨酸 苏氨酸激酶/糖原合成激酶3β; 胰腺十二指肠同源盒⁃1/肌腱膜纤维肉瘤癌基因同源物A【中图分类号】 R285.5 【文献标识码】 A doi:10.3969/j.issn.1674⁃1749.2023.10.003Effects of New Shenqi Pill on Protection of high⁃sugar /high⁃fat Induced MIN6Cells and Influence on the PI3K /AKT /GSK⁃3βSignaling PathwayZHANG Yueying ,ZHANG Shan ,WEN Zhige ,SHI Peiyu ,WANG Haoshuo ,NI Qing Guang ’anmen Hospital ,China Academy of Chinese Medical Sciences ,Beijing 100053,China Corresponding author :NI Qing ,E⁃mail :niqing669@【Abstract 】 Objective To explore the effect of New Shenqi Pill on regulating phosphoinositide1946 环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.10 3⁃kinase/threonine⁃protein kinase/glycogen synthase kinase⁃3β(PI3K/AKT/GSK⁃3β).Using the MIN6cell injury modelβsignal pathway protection of pancreatic isletsβand the mechanism of cellular function.Methods MIN6cells were divided into blank group,model group,low,medium,and high dose groupsof New Shenqi Pill,and PI3K blocker group(LY294002).CCK⁃8method was used to detect cell activityin each group,Insulin radioimmunoassay kit was used to detect insulin content in the supernatant ofMIN6cells in each group,flow cytometry was used to detect cell apoptosis rate in each group,Westernblot method was used to detect PI3K,phosphorylated(p)⁃PI3K,Akt,p⁃AKT,and GSK⁃3β,p⁃GSK⁃3βand the expression of pancreatic duodenal homologous box(PDX⁃1)and tendon fibrosarcoma oncogene homologous A(MafA)protein.Results Compared with the blank group,the MIN6cell activity was decreased in the model group,the insulin secretion level was decreased,and the cell apoptosis rate was increased(P<0.01);compared with the model group,the low,medium,and high dose groups of NewShenqi Pill showed an increase in cell viability,an increase in insulin secretion level,and a decrease incell apoptosis rate(P<0.05or P<0.01);there was no statistically significance difference between the intervention groups(P>0.05).Compared with the blank group,the protein expression of PI3K/p⁃PI3K,AKT/p⁃AKT,p⁃GSK⁃3βsignificant downregulation of protein expression,GSK⁃3βupregulation of protein expression(P<0.05),PDX⁃1and MafA were significantly downregulated(P<0.01)in the modelgroup;compared with the model group,the middle and high dose groups of New Shenqi Pill PI3K/p⁃PI3K,AKT/p⁃AKT,p⁃GSK⁃3β.The protein expression was significantly upregulated(P<0.05orP<0.01),GSK⁃3β.The protein expression was significantly downregulated(P<0.01);the expressionof PDX⁃1and MafA proteins was significantly upregulated(P<0.01);after adding pathway blockerLY294002,the above effects of the modified formula of New Shenqi Pill were counteracted(P<0.05orP<0.01).Conclusion The modified formula of New Shenqi Pill can increase the vitality of MIN6cellsunder the toxic effect of glucose and lipid,reduce cell apoptosis,promote insulin secretion,and have thebest effect at medium and high doses.Its mechanism may be related to the activation of PI3K/AKT/GSK⁃3βsignal pathway,inhibition of GSK⁃3βIt is related to the expression of PDX⁃1and MafA,thereby in⁃creasing the protein expression of PDX⁃1and MafA,and restoring pancreatic isletsβcell function.【Key words】 New Shenqi Pill; high⁃sugar/high⁃fat toxicity; MIN6cells; PI3K/AKT/GSK⁃3β; PDX⁃1/MafA 胰岛β细胞功能受损是2型糖尿病发生发展的中心环节,故保护和恢复胰岛β细胞功能是改善和治疗2型糖尿病的重要策略㊂近年来研究者认为胰岛内分泌细胞间命运转换是导致糖尿病胰岛功能下降的重要原因[1⁃2],胰岛β细胞 去分化”的发现拓展了β细胞功能损伤的机制范围,去分化即β细胞在应激状态下退化成具有多分化潜能的前体细胞,丧失部分或全部胰岛素分泌的能力,当应激环境解除后,其可再分化为具有正常分泌功能的β细胞,此过程与遗传基因和后天环境因素有关[3⁃4]㊂既往研究证实,补肾法在糖尿病治疗中可以起到降血糖㊁保护胰岛细胞功能作用[5⁃7]㊂金匮肾气丸出自经书‘金匮要略“,功用补肾填精,助阳化气,本研究中药肾气丸加减方以金匮肾气丸为基础方加减化裁,去炮附子以防止其辛热伤津,加黄芪㊁党参健脾益气,气津双补,胡芦巴温肾阳助气化和马齿苋清热利湿以应标本兼顾治则㊂胰岛β细胞去分化机制为β细胞功能富集基因的下调,其中比较关键的两个基因为胰腺十二指肠同源盒基因(pancreatic duodenal homeobox⁃1,PDX⁃1)和肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A(v⁃maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homologue A,MafA),PDX⁃1是胰腺发育成熟过程中重要转录因子,对β细胞增殖和胰岛素分泌功能起重要作用[8⁃9],MafA特异存在于胰岛β细胞,与PDX⁃1共同促进胰岛素基因表达,是胰岛β细胞分化过程中重要激活因子[10⁃11],PDX⁃1和MafA可作为量化β细胞再生和功能 再恢复”的标志物[12],其稳定性受糖原合成酶激酶⁃3β(glycogen synthase kinase⁃3β,GSK⁃3β)的影响㊂GSK⁃3β是一种多功能丝氨酸/苏氨酸激酶,在能量代谢㊁细胞生长和凋亡中起重要作用[13],GSK⁃3β可调节胰岛β细胞中PDX⁃1的稳定性,其过度激活可导致胰岛β细胞增殖减少和功能下降[14⁃15]㊂在此基础上,本研究从β细胞凋环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.101947亡角度基于磷脂酰肌醇3⁃激酶/丝氨酸 苏氨酸激酶/糖原合成激酶3β(phosphoinositide3⁃kinase/threonine⁃protein kinase/glycogen synthase kinase⁃3, PI3K/Akt/GSK⁃3β)信号通路探究肾气丸加减方对高糖高脂作用下MIN6细胞功能影响及可能作用机制㊂1 材料与方法1.1 细胞小鼠胰岛β细胞(MIN6),购于上海雅吉生物科技有限公司,完成细胞及种属鉴定㊂1.2 实验药物肾气丸加减方药物组成:生地黄24g㊁生山药12g㊁山茱萸12g㊁茯苓9g㊁泽泻9g㊁牡丹皮9g㊁桂枝3g㊁黄芪12g㊁党参9g㊁胡芦巴6g㊁马齿苋9g㊂含药血清制备:健康SD大鼠20只,6~8周龄,体质量300~350g,购买于北京维通利华实验动物技术有限公司,适应性喂养结束后,随机分为肾气丸加减方含药血清组及空白血清组㊂根据大鼠与人的药物用量换算比(6.25∶1),每只大鼠的每日使用中药灌胃剂量按以下公式计算:6.25×成人每日剂量(114g生药)/成人平均体重(70kg) =10.2g/(kg㊃d)㊂空白组予纯净水同等计量灌胃,每12小时灌胃一次,连续灌胃3.5天,使血药浓度稳定㊂最后一天灌胃结束2小时后,使用3%戊巴比妥钠按照30mg/kg腹腔注射进行麻醉,行腹主动脉取血,室温静置2小时,使用低温高速离心机离心,3500rpm,离心15分钟,使用无菌移液枪吸取上清至新的离心管,即为血清,冻存于-80°C 冰箱㊂1.3 主要试剂与仪器 RPMI1640培养基(Gibco,11875⁃093),胎牛血清FBS(Gibco,10099141),高糖高脂试剂盒(鲲创,KT002),0.25%胰酶+0.02%EDTA(Gibco, 25300054),CCK⁃8试剂盒(北京翱擎生物, AQ308),胰岛素放射免疫分析盒(北方生物技术研究所,国药准字S1*******),ANNEXIN V⁃FITC/PI 凋亡检测试剂盒(Solarbio,CA1020),Anti⁃βActin (Abcam,ab8245),Anti⁃PI3K(CST,4257),Anti⁃p⁃PI3K(CST,4228s),Anti⁃Akt(CST,4691),Anti⁃p⁃Akt(CST,4060s),Anti⁃GSK⁃3β(Abcam,ab93926), Anti⁃p⁃GSK⁃3β(ser⁃9)(CST,5558T),Anti⁃PDX⁃1(Abcam,ab134150),Anti⁃MafA(Abcam,ab264418), LY294002(Abcam,ab120243)㊂倒置相差显微镜(Nikon,日本),T25/T75细胞培养瓶(430641,CORNING),细胞培养箱(HERAcell150i,Thermo),酶标仪(680,Bio⁃Rad),电泳仪(PowerPacTM,Bio⁃Rad),蛋白垂直电泳槽(MINI SUB,Bio⁃Rad)㊂1.4 细胞造模建立与分组干预参考制备糖脂毒性细胞模型相关实验文献,本实验选用30mmol/L葡萄糖(Glu)+棕榈酸钠(PA)进行造模,结合细胞活力及半数抑制率,设计实验梯度进行PA造模条件摸索㊂为观察肾气丸加减方含药血清促进MIN6增殖的最佳药物浓度,根据药物和大鼠血清的占比,含药培养基设计2.5%㊁5%㊁10%㊁15%㊁20%不同浓度梯度预培养24小时后,根据上述最佳造模条件继续干预24小时观察最佳作用时间,实验重复5次,按照肾气丸加减方含药血清促进MIN6增殖的最佳浓度进行后续实验㊂根据上述结果,实验干预分组如下:空白组:培养基+15%空白血清;模型组:30mmol/L Glu+0.4 mmol/L PA+培养基+15%空白血清;肾气丸加减方低剂量组:5%肾气丸加减方含药血清预培养24小时,后使用30mmol/L Glu+0.4mmol/L PA+5%肾气丸加减方含药血清+10%空白血清培养基培养;肾气丸加减方中剂量组:10%肾气丸加减方含药血清预培养24小时,后使用30mmol/L Glu+0.4 mmol/L PA+10%肾气丸加减方含药血清+5%空白血清+培养基培养;肾气丸加减方高剂量组:15%肾气丸加减方含药血清预培养24小时,后使用30 mmol/L Glu+0.4mmol/L PA+15%肾气丸加减方含药血清+培养基培养;通路阻滞剂组(LY294002): 15%肾气丸加减方含药血清预培养24小时,后使用30mmol/L Glu+0.4mmol/L PA+15%肾气丸加减方含药血清+培养基+50μmol/L LY294002培养㊂1.5 检测指标及方法1.5.1 CCK⁃8法检测细胞活力 CCK⁃8法评估空白组㊁模型组及肾气丸加减方低㊁中㊁高剂量组MIN6细胞活力:取对数生长期的MIN6细胞按照浓度1×105个细胞/mL(预实验确定细胞个数)接种于96孔板,每孔加入100μL细胞混悬液,每组设5个复孔,边缘留空白孔加入PBS,以免细胞混悬液蒸发㊂CCK⁃8反应:按照预定时间取出孵育细胞,弃去1948 环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.10孔中培养基,每孔加入10%CCK⁃8液在空白培养基中(孔中不能有气泡),培养板继续按照规定时间孵育㊂上机检测:按照预定时间观察细胞颜色并上酶标仪检测,吸光值设定为450nm,测定不同组别吸光度值㊂1.5.2 细胞上清液胰岛素含量测定 采用胰岛素放射免疫分析试剂盒检测空白组㊁模型组㊁肾气丸加减方低㊁中㊁高剂量组MIN6细胞上清液胰岛素含量㊂(1)药品准备:Ins.标准品㊁125I⁃Ins㊁豚抗⁃Ins.抗体㊁驴抗豚免疫分离剂㊁Ins.质控血清㊁Ins.缓冲液㊂(2)测定步骤:取圆底聚苯乙烯试管若干,用记号笔或特殊铅笔编号NSB㊁S0-S5和待测样品管等,然后用微量加样器按表1加样㊂加样前所有试剂(尤其分离剂)包括待测样品要摇匀,并且最好平衡到室温,每组重复3次㊂(3)数据处理:由电脑自动处理得出结果,使用log⁃logit处理模式㊂1.5.3 流式细胞术检测细胞凋亡率 细胞以2×105个/mL接种于6孔板中,每孔加2mL细胞混悬液,待细胞贴壁后按照1.4实验分组给予不同处理,干预24小时后根据Annexin V FITC/PI凋亡检测试剂盒说明书进行实验:(1)使用细胞刮刀轻轻仔细刮下细胞(避免胰酶对细胞消化的伤害)转移至15mL离心管,同上清液一起离心,离心结束后弃去上清,用预冷的含2%FBS的PBS洗涤细胞2次,第2次离心结束后使用1×Buffer重悬细胞,进行细胞计数,每组重复3次㊂(2)按照说明书调整细胞上机浓度为1×106个/mL,取100μL转移至Falcon流式管(提前在F管中加入AV㊁PI各5μL),轻弹管身,充分混匀㊂(3)室温避光孵育15分钟后各管加入200μL×Buffer,过滤后上机检测㊂1.5.4 PI3K/AKT/GSK⁃3β信号通路和PDX⁃1/MafA 蛋白表达检测 免疫蛋白印迹法样本收集:对数生长期的MIN6细胞以2×105个/mL接种于6孔板中,每孔加2mL细胞混悬液,待细胞贴壁后按照实验分组给予不同处理,干预24小时后处理细胞㊂BCA法测定蛋白浓度并将各组浓度调平,蛋白样品经凝胶电泳后转移至PVDF膜,封闭后加入一抗按一定比例稀释抗体的抗体稀释液中,置于4°C冰箱摇床上,摇荡过夜㊂次日洗膜后孵育二抗(1∶5000),孵育结束洗膜后利用ECL化学发光法显影,采用Image J软件统计蛋白条带的灰度值及其相对应的内参蛋白条带的灰度值㊂目的条带灰度值/内参条带灰度值,即为每个样本所含目的蛋白的相对含量㊂每个目的基因至少测定3个样本㊂1.6 统计学方法采用SPSS26.0软件进行数据统计分析,采用GraphPad Prism8软件制图㊂实验所得数据为计量资料,服从正态分布,用均数±标准差(x±s)表示㊂独立样本t检验用于两组数据间比较,采用Levene 法对数据进行方差齐性检验,方差齐者采用单因素方差分析进行多组间数据比较㊂P<0.05为差异具有统计学意义㊂2 结果2.1 MIN6细胞模型的成功构建30mmol/L Glu联合PA呈梯度依赖性抑制MIN6细胞增殖,PA浓度越高细胞活力越低,直线回归分析得出PA抑制细胞增殖的IC50值为0.38 mmol/L,故最终本实验选取0.4mmol/L PA联合30 mmol/L Glu对MIN6细胞进行造模㊂见表2㊂表1 加样程序表(单位:μL)试剂总T NSB管 0”管各标准管(S1-S5)质控或样品管缓冲液 200100 Ins.标准品(S1-S5) 100 质控或样品 100 125I⁃Ins.100100100100100 Ins.抗体 100100100混匀,37℃温育2小时㊂驴抗豚免疫分离剂 500500500500充分摇匀后,室温放置15分钟,3500r/min离心15分钟,吸弃上清,测各沉淀管的放射性计数(cpm)环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October 2023,Vol.16,No.101949 表2 PA 造模法各浓度MIN6细胞活力吸光度值(x ±s ,n =5)组别吸光度值空白组2.12±0.120.1mmol /L 1.97±0.080.2mmol /L 1.44±0.070.4mmol /L 1.12±0.110.6mmol /L 0.68±0.050.8mmol /L0.68±0.052.2 肾气丸加减方含药血清改善MIN6细胞损伤模型的作用与空白组相比,模型组细胞存活率显著下降(P <0.01)㊂与模型组比较,不同浓度肾气丸加减方组含药血清干预细胞后,细胞存活率均有不同程度的升高,其中2.5%含药血清组比较无统计学差异(P >0.05),5%㊁10%㊁15%以及20%组细胞存活率均有提升(P <0.05或P <0.01),其中5%~15%组细胞存活率呈升高趋势,20%组细胞存活率较15%组出现下降,因此,选用15%组作为实验中药高剂量组,10%㊁5%依次作为实验中㊁低剂量组㊂见表3㊂表3 各组MIN6细胞活力吸光度值(x ±s ,n =5)组别吸光度值空白组 2.14±0.21模型组1.32±0.23a2.5%肾气丸加减方组 1.47±0.145%肾气丸加减方组1.61±0.10c 10%肾气丸加减方组 1.96±0.17c 15%肾气丸加减方组2.04±0.15c 20%肾气丸加减方组 1.88±0.19b注:与空白组相比,a P <0.01;与模型组相比,b P <0.05,c P <0.01㊂2.3 肾气丸加减方含药血清对MIN6细胞胰岛素分泌的影响胰岛素放射免疫分析结果显示,与空白组比较,模型组MIN6细胞胰岛素分泌水平显著下降(P <0.01)㊂与模型组细胞比较,肾气丸加减方各组MIN6细胞胰岛素分泌水平均升高(P <0.05或P <0.01)㊂见表4㊂表4 各组MIN6细胞胰岛素分泌水平(x ±s ,n =3,μU /mL)组别胰岛素分泌水平空白组 1.86±0.08模型组0.46±0.05a 肾气丸加减方低剂量组0.64±0.11b 肾气丸加减方中剂量组 1.04±0.09c 肾气丸加减方高剂量组1.33±0.15c注:与空白组相比,a P <0.01;与模型组相比,b P <0.05,c P <0.01㊂2.4 肾气丸加减方含药血清对糖脂毒性诱导的MIN6细胞凋亡的影响流式细胞实验结果显示,与空白组比较,模型组MIN6细胞凋亡显著升高(P <0.01)㊂与模型组比较,肾气丸加减方低㊁中㊁高剂量组MIN6细胞凋亡率均出现下降(P <0.05或P <0.01),其中高剂量组MIN6细胞凋亡率最低㊂见表5,图1㊂表5 各组MIN6细胞凋亡率(x ±s ,n =3,%)组别凋亡率空白组14.41±1.71模型组37.54±1.15a 肾气丸加减方低剂量组22.93±2.45b 肾气丸加减方中剂量组14.57±1.52c 肾气丸加减方高剂量组9.27±0.59c注:与空白组相比,a P <0.01;与模型组相比,b P <0.05,c P <0.01㊂图1 肾气丸加减方含药血清对各组MIN6细胞凋亡率的影响1950 环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October 2023,Vol.16,No.102.5 肾气丸加减方含药血清对MIN6细胞PI3K /AKT /GSK⁃3β信号通路蛋白表达的影响2.5.1 MIN6细胞PI3K /AKT /GSK⁃3β信号通路蛋白表达检测 蛋白免疫印迹结果显示,与空白组对比,模型组中PI3K /p⁃PI3K㊁AKT /p⁃AKT 及p⁃GSK⁃3β蛋白表达均降低(P <0.05或P <0.01),GSK⁃3β表达量升高(P <0.05)㊂与模型组对比,肾气丸加减方中剂量组㊁高剂量组中PI3K /p⁃PI3K㊁AKT /p⁃AKT 及p⁃GSK⁃3β蛋白表达均升高(P <0.05或P <0.01),GSK⁃3β表达量降低(P <0.01)㊂通路阻滞剂组中肾气丸加减方上述结果被抵消(P <0.05或P <0.01)㊂见表6,图2㊂2.5.2 MIN6细胞PDX⁃1/MafA 蛋白表达检测 蛋白免疫印迹结果显示,与空白组对比,模型组中PDX⁃1及MafA 蛋白表达均降低(P <0.05或P <0.01)㊂与模型组对比,肾气丸加减方各组中PDX⁃1及MafA 蛋白表达均升高(P <0.05或P <0.01)㊂LY 组中肾气丸加减方上述结果被抵消(P <0.05或P <0.01)㊂见表7,图3㊂ 注:A 为空白组,B 为模型组,C 为肾气丸加减方低剂量组,D 为肾气丸加减方中剂量组,E 为肾气丸加减方高剂量组,F 为通路阻滞剂组㊂图2 肾气丸加减方含药血清对MIN6细胞PI3K /Akt /GSK⁃3β通路蛋白表达的影响表6 不同干预措施下MIN6细胞PI3K /Akt /GSK⁃3β信号通路的蛋白表达(x ±s ,n =3,目标蛋白/Actin)PI3Kp⁃PI3K AKT p⁃AKT GSK⁃3βp⁃GSK⁃3β空白组0.73±0.03bc 1.09±0.09bc 0.95±0.04bc 1.12±0.09bc 0.87±0.05b 1.18±0.14bc 模型组0.46±0.02ac 0.69±0.07ac 0.47±0.04ac 0.40±0.02ac 1.17±0.11ac0.60±0.09a 肾气丸加减方低剂量组0.61±0.07c 1.18±0.08bc 0.78±0.05ab 0.85±0.03ab 0.38±0.07ab 0.98±0.09bc 肾气丸加减方中剂量组0.86±0.05bc 1.05±0.06bc 0.80±0.02ab 0.96±0.04ab 0.49±0.05ab 1.09±0.11bc 肾气丸加减方高剂量组1.25±0.21ab 1.47±0.11ab0.76±0.06ab 0.98±0.05ab 0.51±0.08ab 1.37±0.06b 通路阻滞剂组0.57±0.05c0.67±0.08ac 0.53±0.05ac0.45±0.04ac1.08±0.10c0.75±0.07ac 注:与空白组相比,a P <0.05;与模型组相比,b P <0.05;与肾气丸加减方高剂量组相比,c P <0.05㊂表7 不同干预措施下MIN6细胞PDX⁃1/MafA 蛋白的表达(x ±s ,n =3,目标蛋白/Actin)PDX⁃1MafA 空白组0.85±0.03b 0.80±0.09bc 模型组0.21±0.05ac 0.29±0.02ac 肾气丸加减方低剂量组0.61±0.02bc 0.82±0.04bc肾气丸加减方中剂量组0.94±0.05b 1.28±0.04ab 肾气丸加减方高剂量组1.02±0.20b 1.40±0.09ab 通路阻滞剂组0.22±0.05ac0.32±0.06ac 注:与空白组相比,aP <0.05;与模型组相比,bP <0.05;与肾气丸加减方高剂量组相比,c P <0.05㊂ 注:A 为空白组,B 为模型组,C 为肾气丸加减方低剂量组,D 为肾气丸加减方中剂量组,E 为肾气丸加减方高剂量组,F 为通路阻滞剂组㊂图3 肾气丸加减方含药血清对MIN6细胞PDX⁃1/MafA 蛋白表达的影响环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.1019513摇讨论2型糖尿病属中医 消渴”范畴,病因包括先天禀赋不足㊁后天失养,病及五脏,尤与脾肾二脏密切相关㊂ 脾主运化”是维持胰岛功能和血糖稳态的核心环节,恢复脾主运化功能可改善糖尿病胰岛功能衰竭[16]㊂胰岛β细胞衰竭原因是去分化而非凋亡,去分化过程与基因表达及结构功能蛋白变化相关,结合中医肾主先天基础理论,因此本研究选方肾气丸加减方,源于‘金匮要略“经方金匮肾气丸加减,本方补肾气基础上去大辛大热的附子,改用胡芦巴温阳化气,加用黄芪㊁党参健脾助气化,马齿苋清热利湿,全方补泄兼施,共奏补肾健脾,助阳化气之功效㊂现代药理研究表明,肾气丸君药生地有效成分环烯醚萜苷类具有促胰岛素分泌和保护胰岛细的胞功能[17⁃18],胡芦巴的有效成分胡芦巴碱能有效改善糖尿病大鼠糖脂代谢[19],马齿苋有效成分马齿苋多糖可促进胰岛β细胞PDX⁃1蛋白表达,对胰岛β细胞的增殖再生有促进作用[20],这为本研究选用肾气丸加减方提供了理论基础和实验稳定性㊂慢性应激环境是胰岛β细胞去分化的主要诱导因素,糖尿病发生发展过程中出现的高血糖和脂代谢紊乱是人体处于氧化应激内环境的主要原因之一[21],慢性应激环境的解除是胰岛β细胞再分化的前提基础,基于此,本研究选用高糖联合棕榈酸钠来模拟糖尿病人体内高糖高脂内环境,观察在高糖高脂作用条件下,肾气丸加减方对胰岛细胞功能的保护作用及作用机制㊂本研究选用30mmol/L葡萄糖联合0.4mmol/L棕榈酸钠作用24小时作为构建体外细胞损伤模型的条件,CCK⁃8法测定模型组细胞活力值明显下降,流式细胞实验显示模型组细胞凋亡率上升,说明成功构建了稳定的体外胰岛β细胞损伤模型㊂在上述造模条件下,加入不同浓度肾气丸加减方含药血清干预24小时后,通过CCK⁃8法和流式细胞实验观察不同组MIN6细胞活力和凋亡率,结果显示与模型组比较,肾气丸加减方中㊁高剂量组细胞活力明显升高,细胞凋亡水平下降,结合胰岛素分泌水平的测定,证实肾气丸加减方可提高高糖高脂造模条件下MIN6细胞活力,减少细胞凋亡率,显著促进胰岛素分泌,保护胰岛β细胞功能㊂本研究中模型组细胞凋亡率为30%左右,但胰岛素分泌水平却下降很多,因此,是否有一部分细胞未发生凋亡,但已经失去了胰岛素分泌水平,无论胰岛细胞凋亡还是去分化都属于胰岛β细胞功能障碍,肾气丸加减方起到了恢复胰岛β细胞功能的作用㊂PDX⁃1与MafA基因被认为是胰岛素基因转录 调节器”,其中PDX⁃1主要参与胰岛细胞生理功能的维持,是胰腺发育形成的开关基因[22],对胰岛β细胞具有促增生和抗凋亡的作用[23],PDX⁃1表达减少会造成胰岛β细胞功能减退,自我修复能力减弱,使胰腺组织在高血糖环境中自我修复能力减弱,进而加重糖尿病进展,因此在调控胰岛β细胞成熟㊁保护胰岛β细胞功能以及促进胰岛β细胞再生中,PDX⁃1因子的重要性处于核心位置㊂MafA作为胰岛β细胞特异性转录因子,是葡萄糖刺激胰岛β细胞进行胰岛素基因表达的关键转录因子之一,与PDX⁃1分别结合胰岛素基因启动子调控区域的C1㊁A3顺式作用元件,协同激活胰岛素基因表达,促进胰岛β细胞分泌胰岛素,它在β细胞分化的最后阶段胰岛素生成细胞成批发育时才有所表达,对β细胞的生存㊁增殖有重要作用[24]㊂PI3K/AKT作为胰岛β细胞中经典代谢通路,其参与胰岛β细胞增殖㊁胰岛素代谢㊁葡萄糖利用等多个环节,对胰岛β细胞功能维持具有重要作用,这个信号通路的开启信号通路调控着下游蛋白,包括哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和GSK⁃3β,GSK⁃3β通路调节细胞凋亡和炎症等多种生物活性[25],活化的AKT作为GSK⁃3β的上游因子,与GSK⁃3β结合后使GSK⁃3β丝氨酸9位点磷酸化而失活,因此p⁃GSK⁃3β可发挥抗凋亡作用㊂同时,GSK⁃3β调节着胰岛β细胞中PDX⁃1的稳定性,GSK⁃3β作为糖原合成酶激酶的一种亚型,其过度激活对其他蛋白有降解作用[23]㊂本研究中模型组的GSK⁃3β蛋白表达升高,GSK⁃3β被激活同时PDX⁃1㊁MafA表达受抑制,其机制可能是由于GSK⁃3β参与了PDX⁃1和MafA蛋白的降解;肾气丸加减方干预后,GSK⁃3β表达受到抑制,p⁃GSK⁃3β蛋白㊁PDX⁃1和MafA蛋白表达均上调,且加入通路阻滞剂LY294002后,肾气丸加减方以上作用被抵消,证明肾气丸加减方可能通过PI3K/AKT/GSK⁃3β通路提高了PDX⁃1和MafA 蛋白的表达,以此恢复胰岛β细胞功能㊂综上所述,肾气丸加减方含药血清可以提高糖脂毒性作用下MIN6细胞活力,减少细胞凋亡,促进胰岛素分泌㊂作用机制与PI3K/AKT/GSK⁃3β信号通路的激活㊁抑制GSK⁃3β的表达有关,进而升高1952 环球中医药2023年10月第16卷第10期 Global Traditional Chinese Medicine,October2023,Vol.16,No.10PDX⁃1和MafA的蛋白表达,保护和恢复胰岛β细胞功能㊂参考文献[1] GUO S L,DAI C H,GUO M,et al.Inactivation of specificβcelltranscription factors in type2diabetes[J].The Journal ofClinical Investigation,2013,123(8):3305⁃3316. 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胰腺早期发育及终末分化细胞重编程为胰岛β细胞的研究进展
胰腺早期发育及终末分化细胞重编程为胰岛β细胞的研究进展曹明君;董焕生;潘庆杰;王红军;董晓【摘要】1型糖尿病是一种由于自体免疫细胞破坏分泌胰岛素的β细胞而引起胰岛素绝对缺乏的自体免疫病。
疾病患者需要依靠外源性途径来补给胰岛素,但胰岛素注射治疗不能根治病症,也不能有效地预防糖尿病并发症。
多能性干细胞以及体细胞重编程产生胰岛素分泌细胞为根治1型糖尿病提供了可能。
编程性的细胞能被用来进行移植治疗和药物筛选,为1型糖尿病的治疗带来了新的希望。
当前,通过相关转录调节因子重编程终末分化细胞为胰岛β细胞已经取得了很大进展。
文章对胰腺早期发育、胰腺相关转录调控因子及目前利用终末分化细胞重编程产生胰岛β细胞的研究内容进行了综述。
%Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is an autoimmune disease in which the immune system attacks insu-lin-secretingβcells, thus leading to an absolute deficiency of insulin. Patients must rely on exogenous insulin, which cannot effectively prevent diabetes complications. Generation of insulin-secreting cells by reprogramming of pluripotent stem cells or somatic cells is a potential approach for the treatment of T1DM. These cells can be used for cell therapy and drug screening, and may eventually provide a cure for the disease. Significant progress has been made in generating insu-lin-secreting cells through the expression ofβcell specific transcription factors in stem cells or somatic cells. In this review, we summarize recent research progress in early pancreas development,βcell specific transcription factors and reprogram-ming of terminally differentiated cells intoβcells.【期刊名称】《遗传》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】8页(P511-518)【关键词】糖尿病;胰岛β细胞;胰腺相关转录因子;重编程【作者】曹明君;董焕生;潘庆杰;王红军;董晓【作者单位】青岛农业大学动物科技学院,青岛266109;美国南卡莱罗那医学院,美国查尔斯顿 29425;青岛农业大学动物科技学院,青岛 266109;青岛农业大学动物科技学院,青岛 266109;青岛农业大学生命科学学院,青岛 266109【正文语种】中文1型糖尿病患者由于自身免疫反应, 造成体内胰岛β细胞严重破坏和功能衰竭, 导致胰岛素分泌绝对缺乏, 需长期使用胰岛素治疗, 但易出现低血糖等不良反应。
α-烯醇化酶参与多种疾病发生发展的研究进展
α-烯醇化酶参与多种疾病发生发展的研究进展
周静琪;王凯;陈宁
【期刊名称】《临床合理用药杂志》
【年(卷),期】2021(14)27
【摘要】烯醇化酶是在多种组织细胞广泛表达的在原核生物和真核生物中高度保守的酶蛋白。
除了已知的在糖酵解途径中发挥重要功能外,越来越多的研究发现,α-烯醇化酶还依据其表达区域和程度的不同,发挥多种复杂的生物学作用,参与多种疾病的发生发展。
本文旨在综述α-烯醇化酶参与多种疾病发生发展的研究进展。
【总页数】3页(P175-177)
【作者】周静琪;王凯;陈宁
【作者单位】复旦大学附属中山医院厦门医院内分泌科
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.血清神经元特异性烯醇化酶检测在小儿神经系统疾病中的研究进展
2.神经元特异性烯醇化酶在脑血管疾病中的研究进展
3.α-烯醇化酶蛋白抗原的表达与血管相关疾病及肿瘤发生的关系
4.α-烯醇化酶在肿瘤发生发展中的作用机制研究进展
5.烯醇化酶-α和C-MYC启动子结合蛋白-1基于PI3K/Akt通路调控肝细胞癌发生发展的研究进展
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MafA基因与糖尿病关系的研究进展摘要:MafA基因是特异性胰腺β细胞胰岛素转录因子,在糖尿病的发生发展中起着重要作用。
糖尿病时高血糖引起的氧化应激对胰岛细胞MafA基因的表达有显著抑制作用,但是这种抑制作用可被某些促进MafA表达的基因所改善。
使用MafA基因和其它转录因子联合基因治疗对胰岛素分泌替代细胞的寻找有重要作用。
关键词:基因,MafA,胰腺β细胞,氧化性应激,糖尿病糖尿病是威胁人类健康的重大疾病之一,其发病过程中都要涉及到胰腺β细胞受损和胰岛素绝对或相对分泌不足的问题。
随着研究的进展,人们发现包括MafA基因在内的多个转录因子是胰腺β细胞分化、成熟,以及胰岛素的分泌不可或缺的重要因子。
MafA基因表达抑制将导致胰腺β细胞功能受损。
上调其表达可以作为预期的糖尿病治疗的机制之一,且该基因可调节非胰岛素分泌细胞分泌胰岛素。
本文就MafA基因在上述几方面的研究进展做如下综述。
1 MafA基因简介MafA基因全称为肌腱膜纤维肉瘤癌基因同源物A基因(v-maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homologue A),MafA是一种具有亮氨酸拉链结构的转录因子。
它属于巨噬细胞激活因子(macrophage activating factor,Maf)家族。
该家族分子包括含有4个N末端的酸性转录激活区域(acidic transcription activating domain,TAD)的大Maf蛋白和3个包含bZIP的小Maf蛋白构成。
MafA蛋白就属于大Maf蛋白的一种。
作为一种转录因子,MafA蛋白的分布和其它转录因子有所不同,它是目前发现的唯一一种β细胞胰岛素基因活化转录因子【1】。
作为除胸腺外在成年哺乳动物中唯一表达胰岛素的细胞,胰腺β细胞的成熟和功能的维持都有赖于MafA蛋白的正常表达【2】。
MafA蛋白是一种特异的胰岛β细胞核因子,可结合至胰岛素基因启动子区域保守顺式调控元件RIPE3b,作为一种强烈的反式作用因子调控胰岛素的表达【3】。
在胰腺发育期间,其它胰腺细胞转录因子如胰腺十二指肠同源异型框因子-1(pancreatic and duodenal homeobox factor-1,PDX-1)和NeuroD都表达于胰腺发育早期,而MafA蛋白则在胰岛素生成细胞成批发育时才有所表达【4, 5】。
而且PDX-1和NeuroD在各种胰岛细胞中都有所表达,而MafA蛋白是唯一一种具有强烈胰岛素表达激活特性的胰腺β细胞特异性转录因子【2】。
2 氧化性应激是影响胰腺β细胞MafA基因表达的重要因素目前已经证实氧化性应激(oxidative stress,OS)是二型糖尿病时胰岛素生物合成受抑制的主要因素之一,和2型糖尿病的发生有密切关系【6】。
2.1 c-Jun和MafA基因胰岛β细胞本身对氧化性应激就很脆弱,因为和其它组织相比β细胞合成和分泌的抗氧化酶如过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶都比较低【7】。
事实上,已经有报道证实,一些氧化性应激的标志物如8-羟基-2’-脱氧尿苷和4-羟基-2丙烯醛修饰的蛋白以及血红素加氧酶-1在胰岛素试验模型的胰岛中均表达增高【8】。
有报道证实,慢性高血糖可显著抑制翻译后MafA 的水平,且抗氧化治疗能恢复被高血糖抑制的MafA表达【9】。
氧化性应激时,活性氧能激活胰岛中的几种激酶,这其中包括:p38促有丝分裂原激活的蛋白激酶(p38)和c-JunNH2-末端激酶(JNK)【10, 11】。
而活性氧还能使c-Jun的数量和活性增加【12】。
而c-Jun的活性增加在某些情况下和高血糖以及糖化产物的作用有关【13】。
因此,Matsuoka等为了证明氧化性应激抑制MafA基因表达的机制进行了如下实验【6】。
他们首先在糖尿病db/db小鼠中使用免疫组化和Western blotting检测了MafA和c-Jun的水平,然后为了验证c-Jun对MafA表达的影响,他们在MINβ细胞和新鲜分离的胰岛细胞中进行了腺病毒介导的c-Jun过表达研究。
结果发现,糖尿病db/db小鼠的MafA表达显著下降而c-Jun表达则上调,且c-Jun阳性细胞中MafA和胰岛素的表达均显著下降。
而这些结果一致,腺病毒转染所致的c-Jun过表达显著的抑制了MafA的表达,且同时胰岛素的产量也显著下降。
而MafA的过表达可以恢复被c-Jun抑制的胰岛素启动子的活性和蛋白水平。
这些结果表明了C-Jun介导的胰岛素抑制活动是通过抑制MafA活性来实现的。
2.2 p38MAPK和MafA基因Kondo等的结论和上述试验有所不同【14】。
他们检测了可通过增加MafA基因稳定性来增加其表达的蛋白激酶。
结果发现,MIN6细胞和小鼠胰岛分离细胞中的MafA稳定性受p38MAPK和糖原合成激酶3(glycogen synthase kinase 3)调控。
抑制p38MAPK后MafA 的稳定性增加。
而且他们还发现MafA的N末端区域和p38MAPK介导的降解有关。
同时,MafA的第57位和134位的苏氨酸突变为丙氨酸可防止这种降解的发生。
因此,他们做出结论,氧化性应激时胰腺β细胞的受损和p38MAPK介导的MafA稳定性下降有关,这一途径可能是氧化性应激时诱导血糖改变的一个主要途径。
除了氧化性应激外,碳水化合物反应性元件结合蛋白(carbohydrate responsive element-binding protein,ChREBP)对MafA的抑制作用目前也得到了证实【15】。
ChREBP在高血糖时的胰岛β细胞中的表达和活性增高。
有实验证实胰腺MIN β细胞中的ChREBP灭活后可导致细胞中MafA、PDX-1和Ins2等基因表达的增加。
相反,ChREBP过表达则可以抑制MafA、PDX-1和Ins2等基因的表达,表明了ChREBP在2型糖尿病发生过程中的作用。
3 促进胰腺β细胞MafA基因表达的因素3.1 烟酰胺及其相关化合物有研究证实,烟酰胺具有促进MafA基因和胰岛素启动子表达的作用。
烟酰胺曾经在历史上胰岛细胞保护剂,有增加胰腺β细胞分化和预防胰岛细胞受到毒性损伤的作用。
用烟酰胺处理人或猪的胚胎胰岛样细胞簇、胰腺前体细胞及干细胞或者胚胎干细胞后,可增加这些细胞向β细胞分化的概率,而且这些细胞的胰岛素mRNA水平、生物合成和细胞内含量都有所增加【16】。
在体内,烟酰胺可以增加移植后胰岛的β细胞复制,刺激胰腺部分切除大鼠的β细胞再生。
烟酰胺还可以保护β细胞免受连脲霉素诱导的细胞损伤。
因此,Yel等【17】检测了包括烟酰胺在内的多聚(ADP-核糖)聚合酶(poly(ADP-ribose) polymerase,PARP)抑制剂对β细胞的作用。
结果发现,低强度PARP抑制剂如烟酰胺、3-氨基苯甲酰胺和PD128763可增加MafA基因和胰岛素基因启动子的表达,而高强度的PARP抑制剂如PJ340和INO-1001则没有。
进一步的机理研究证实,低强度PARP抑制剂的作用位点为MafA基因结合位点,可增加其转录。
3.2 谷胱甘肽过氧化酶Harmon等的研究显示,谷胱甘肽过氧化酶的过表达可保护细胞内MafA并逆转db/db小鼠的糖尿病【18】。
他们建立了C257BLKS/J小鼠胰腺β细胞内源性谷胱甘肽过氧化酶-1(glutathione peroxidase-1,GPx-1)的过表达模型。
GPx-1是胰腺β细胞特异性抗氧化酶。
然后他们将该基因转移至糖尿病db/db小鼠的β细胞中。
他们发现,转基因小鼠的MafA基因表达较非转基因小鼠显著增高,且胰岛素水平和β细胞数目均有所增加,糖尿病db/db小鼠的高血糖症得到了逆转。
这一研究为新的糖尿病治疗方法的开创提供了一定的依据。
4.MafA基因调节非胰腺β细胞分泌胰岛素目前MafA基因作为促进胰腺β细胞分泌胰岛素的转录因子已经有所明确。
但是在胰岛细胞受损的情况下,如果MafA基因能够促进替代β细胞(surrogate beta-cell )生产胰岛素,则有希望成为治疗糖尿病的新举措,有的学者就这方面进行了一些有益的尝试。
Kaneto等【19】进行了如下实验。
他们给HepG2细胞转染了MafA、PDX-1和NeuroD基因,然后检测靶细胞内胰岛素基因启动子的活性。
结果发现,单独转染MafA基因后,HepG2细胞的基础胰岛素启动子活性就增加超过80倍。
联合上述三个转录子的转染后胰岛素启动子的活性就显著增高(1200倍)。
这说明了MafA等基因可以显著增加离体肝细胞胰岛素启动子的活性。
然后,他们给雄性C57BL6小鼠经颈静脉注射了可表达MafA、PDX-1和NeuroD 的腺病毒载体。
3天后,小鼠肝细胞内就可以检测到胰岛素1和胰岛素2基因的表达。
为了进一步证实MafA、PDX-1和NeuroD基因的功能,他们又检测了各种胰腺相关基因的表达,包括β细胞相关基因如胰岛型葡萄糖激酶(islet-type glucokinase)和磺酰尿受体1等。
结果发现MafA、PDX-1和NeuroD基因联合表达后,这些因子在肝脏中的表达均显著增加。
他们还检测了腺病毒载体注射后肝脏内的胰岛素蛋白表达程度,结果发现,在这三种因子联合作用后,肝细胞内的胰岛素产量显著增加,并出现许多免疫染色阳性的产胰岛素细胞(insulin-producing cells),且显著改善了糖尿病小鼠模型的糖耐量情况。
这一研究充分说明了MafA基因调节非胰腺β细胞分泌胰岛素的作用。
最近的一项研究也有类似结论【20】。
他们认为,为了诱导多种非胰腺β细胞合成和分泌胰岛素,模拟正常胰腺发育和胰岛素分泌时的转录因子的变化是非常有用的举措,这些转录因子中最重要的就是MafA基因,它与PDX-1和NeuroD基因联合表达后可以诱导多种非胰腺β细胞合成和分泌胰岛素,因此他们认为MafA基因是调节非胰腺β细胞分泌胰岛素的有效工具。
除了和PDX-1和NeuroD基因等转录因子协同作用于非胰腺β细胞外,MafA基因对胸腺细胞分泌胰岛素及多能干细胞向胰腺β细胞的分化也有重要作用。
Noso等进行了下述试验【21】。
他们首先检测了非肥胖型糖尿病(nonobese diabetes,NOD)和正常对照小鼠胰岛细胞和胸腺中的转录因子包括PDX-1、NeuroD、MafA和Aire的表达。
然后他们使用MafA 基因敲除小鼠检测了胸腺胰岛素基因2(Ins2)和血清自身抗体的表达,同时他们还检测了小鼠和人的MafA的基因多态性。
结果发现,NOD小鼠的MafA基因表达严重受损并和Ins2的表达呈相关性。
MafA基因的敲除降低了胸腺Ins2的表达并促进了自身抗胰岛细胞体的产生。