糖脂毒性刺激下MKP5对胰岛细胞和巨噬细胞相互作用的影响

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:popwoool20
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
2型糖尿病严重危害人类健康,其主要特征是胰岛素抵抗以及胰岛β细胞的功能减退。2型糖尿病与肥胖密切相关,肥胖状态下胰腺组织发生慢性低度炎症,大量巨噬细胞浸润到胰腺组织并释放大量炎症因子,进一步损伤胰岛细胞功能。因此,巨噬细胞与胰岛细胞之间的相互作用对2型糖尿病的发生发展非常关键。有研究表明丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)参与糖脂毒性(GP)诱导的胰岛细胞炎症反应并对胰岛功能产生影响,其主要包括细胞外信号调节激酶(ERK)、c-Jun N端激酶(JNK)蛋白激酶、和P38 MAPKs。MAPK作为细胞内重要的信号通路,在细胞分化、增殖、癌变、凋亡和炎症反应等诸多细胞过程中发挥调节作用。近来有研究发现,丝裂原活化蛋白激酶磷酸酶5(MKP5)可通过调控MAPK通路缓解肥胖状态下胰岛β细胞的功能紊乱与凋亡,且对GP刺激下脂肪组织中巨噬细胞的炎症反应存在调控作用,但是MKP5是否在糖脂毒性作用下巨噬细胞与胰岛细胞的相互作用过程中发挥调节作用尚未明确。实验目的:本研究通过构建MKP5过表达的巨噬细胞系(RAW-MKP5)以及胰岛细胞系(MIN6-MKP5),探究在GP作用下MKP5对胰岛β细胞与巨噬细胞相互作用所产生的影响,并初步探讨其相关分子机制。实验方法:1.用重组质粒pc DNA3.1-MKP5分别转染巨噬细胞RAW264.7和胰岛细胞MIN6,以G418筛选获得MKP5稳定过表达细胞系,分别命名为RAW-MKP5和MIN6-MKP5。对照组细胞转染pc DNA3.1质粒,筛选后分别命名为RAW-PC和MIN6-PC。2.探究GP作用下MKP5在RAW264.7巨噬细胞中过表达对MIN6细胞凋亡、功能障碍、炎症反应、内质网应激、氧化应激及MAPK通路激活等方面的影响。采用Transwell小室,将RAW-PC和RAW-MKP5细胞分别与MIN6细胞共培养12 h,GP处理12 h,用Western blot法和Real-time PCR法检测MIN6细胞中凋亡相关蛋白cleaved Caspase-9、cleaved Caspase-3、PARP,胰岛功能相关基因PDX-1、GCK,炎性细胞因子IL-1β、IL-6,趋化因子MCP-1,内质网应激相关指标XBP-1s、GRP-94、CHOP、BIP,氧化应激相关指标HIF-1α、PHD3及MAPK家族成员P38、JNK、ERK的表达及活化情况;通过GSIS法检测葡萄糖刺激下MIN6细胞中胰岛素分泌情况;用ROS检测试剂盒检测MIN6细胞中活性氧的变化。另一方面,GP处理RAW-PC和RAW-MKP5细胞12 h,取其上清作为条件培养基分别处理MIN6细胞16 h,利用同样方法检测上述指标变化。3.MKP5在MIN6胰岛细胞中过表达对RAW264.7细胞的影响。利用Transwell小室,将MIN6-PC和MIN6-MKP5细胞分别与RAW264.7细胞共培养12 h,GP处理12 h,Real-time PCR法检测RAW264.7细胞中炎性细胞因子IL-1β、IL-6和趋化因子MCP-1的表达水平。实验结果:1.构建MKP5稳定过表达细胞系与各自对照组相比,RAW-MKP5和MIN6-MKP5细胞中MKP5的表达量都显著升高,说明MKP5稳定过表达的胰岛细胞系和巨噬细胞系构建成功。2.MKP5在RAW264.7细胞中过表达对MIN6细胞的凋亡以及功能的影响Western blot检测凋亡相关蛋白表达,结果显示与RAW-PC细胞共培养使MIN6细胞中GP诱导的Caspase-9、Caspase-3活化增强以及PARP表达下降更为明显,而与RAW-MKP5细胞共培养使MIN6细胞中上述指标的变化趋势得到明显缓解。此外,RAW-PC细胞加重了GP导致的MIN6细胞功能障碍,进一步降低了MIN6细胞的胰岛素分泌水平,但是RAW-MKP5细胞可以使共培养的MIN6细胞的胰岛素分泌抑制显著缓解。与RAW-PC细胞共培养的MIN6细胞中胰岛功能相关基因PDX1和GCK表达明显降低,而与RAW-MKP5细胞共培养的MIN6细胞中二者的表达下降明显缓解。进一步检测条件培养基处理的MIN6细胞中以上指标变化,结果显示PAW-PC细胞条件培养基处理的MIN6细胞中Caspase-9、Caspase-3活化增强以及PARP表达下降,胰岛素分泌水平降低,PDX1和GCK表达明显降低。而RAW-MKP5条件培养基处理的MIN6细胞中上述指标的变化趋势得到缓解。由此,MKP5在RAW264.7巨噬细胞中过表达可缓解相互作用条件下MIN6胰岛细胞的凋亡以及功能紊乱。3.探究MKP5在RAW264.7细胞中过表达对MIN6胰岛细胞的内质网应激、氧化应激和炎症反应的影响与对照组相比,GP明显上调MIN6细胞中炎性细胞因子IL-1β、IL-6,趋化因子MCP-1及内质网应激相关指标CHOP、BIP、XBP-1s、GRP-94的表达。与RAW-PC细胞共培养进一步提高MIN6细胞中以上指标的表达水平。而RAW-MKP5可明显缓解共培养条件下的MIN6细胞中以上指标的高表达。除此,与RAW-PC细胞共培养加剧GP诱导的MIN6细胞中ROS的大量生成,而RAW-MKP5细胞可显著抑制共培养条件下MIN6细胞中ROS的产生。Real-time PCR结果显示,RAW-PC细胞可使共培养条件下MIN6细胞中氧化应激相关指标HIF-1α表达升高,PHD3的表达降低。而RAW-MKP5细胞可明显缓解共培养条件下的MIN6细胞中上述两个指标的变化趋势。RAW-PC细胞条件培养基处理的MIN6细胞中内质网应激相关指标CHOP、BIP、XBP-1s、GRP-94表达上升,氧化应激相关指标HIF-1α表达升高,PHD3的表达降低。RAW-MKP5条件培养基处理的MIN6细胞中上述指标的变化趋势得到明显缓解。综上,MKP5在RAW264.7巨噬细胞中过表达可缓解相互作用条件下MIN6胰岛细胞的炎症反应、内质网应激和氧化应激,从而间接影响MIN6细胞的凋亡以及功能紊乱。4.MKP5在RAW264.7巨噬细胞中过表达对MIN6细胞的MAPK通路的影响Western blot检测JNK、P38、ERK的活化情况。结果显示,GP可激活MIN6细胞中P38、JNK和ERK信号通路。与RAW-PC细胞共培养可使MIN6细胞中p P38、p JNK和p ERK的表达水平进一步升高。MKP5在巨噬细胞中过表达明显抑制共培养条件下MIN6细胞中JNK和P38的活化,而不影响ERK通路。进一步检测条件培养基处理的MIN6细胞中以上指标的活化情况,结果显示RAW-PC细胞条件培养基处理的MIN6细胞中p P38、p JNK和p ERK的表达水平明显升高,RAW-MKP5细胞条件培养基处理的MIN6细胞中p P38、p JNK的表达水平明显下降,p ERK的表达水平不受影响。由此,MKP5可能通过调控JNK和P38信号通路间接改善相互作用下MIN6细胞的凋亡和功能紊乱。5.MKP5在MIN6胰岛细胞中过表达对共培养条件下RAW264.7巨噬细胞细胞中炎症反应的影响在GP刺激下,RAW264.7细胞中炎症因子IL-1β、IL-6以及趋化因子MCP-1的表达水平明显升高。相较于单独培养的RAW264.7细胞,与MIN6-PC细胞共培养的RAW264.7中IL-1β、IL-6和MCP-1的表达量显著增加。相比之下,与MIN6-MKP5细胞共培养的RAW264.7细胞中上述炎性细胞因子的高表达均受到显著抑制。以上结果显示,MKP5在MIN6细胞中过表达可以缓解共培养条件下RAW264.7巨噬细胞的炎症反应。实验结论:1.MKP5通过抑制内质网应激、氧化应激损伤和炎症反应,缓解糖脂毒性刺激下胰岛细胞和巨噬细胞相互作用过程中胰岛细胞的功能紊乱以及凋亡,并抑制胰岛细胞中P38和JNK MAPK通路的活化。2.MKP5可缓解糖脂毒性作用下胰岛细胞和巨噬细胞相互作用过程中巨噬细胞的炎症反应。创新点:MKP5参与调节肥胖相关巨噬细胞和胰岛细胞的相互作用过程。
其他文献
受香槟酒在一定外界条件下会自发喷射现象的启发,本研究设计了一种基于黑磷纳米片(BPNs)、介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)、溶栓药物尿激酶(uPA)、全氟正戊烷(PFP)的连锁响应型药物输送体系,用于溶栓药物在体内的有效递送以及加速高效溶栓。其原理为,在808 nm近红外激光照射下,光敏材料BPNs可产生局部过热,导致uPA的加速释放,同时这一部分热能促进PFP汽化为小尺寸的气泡并产生一定强度的剪
深松能够打破犁底层、提高土壤的蓄水能力、调节土壤三相比、减少降雨径流,减少土壤水蚀,是提高农业综合生产能力,促进农业可持续发展的重要举措。我国拥有11亿多亩的旱地农
近年,随着丘陵山区林果种植业的日益扩大,果园植保作业需求也越来越大。果树病虫害防治是一个重要工作,也是一项确保产量和果品质量的重要措施。我国山地果园地形复杂,果园呈
随着便携式电子产品和电动汽车市场的发展,锂离子电池作为其中关键的能源储存设备,其性能需要进一步提高。根据市场的需求,研发高能量密度、高倍率性能以及循环稳定性好的正负极材料是提升锂离子电池性能的关键。一维纳米因材料比表面积大,可以为电化学过程提供更多的氧化还原反应位点,同时材料中的孔隙结构能有效缩短离子扩散路径,而受到研究人员的广泛关注。本论文以钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸铁锰锂(LiFe0.
铜元素作为机体内必需的微量元素,是各种需铜酶的重要组成部分,然而铜也是最严重的环境污染源之一,尤其是在金属冶炼厂和铜矿开采区附近,铜污染最为严重,已经威胁到人类和动
黄瓜(Cucumis sativus)是我国设施蔬菜栽培面积最大的作物之一。由单丝白粉病菌(Sphaerotheca fuliginea)引起的白粉病是黄瓜生产中的一种重要病害,严重影响黄瓜的产量与质量。研究表明,黄瓜中有两个NBS-LRR型蛋白(Cucsa.102240、Cucsa123410)被预测与拟南芥抗白粉病蛋白RPW8具有类似的结构域序列,我们将这两个蛋白分别命名为CsRSF1和CsR
近几年,社会公众对待政府公共财政的公开透明度、对社会的回应速度要求越发增高。国内政府也积极研究学习西方先进的新公共管理理论,包括其重要管理手段之一——绩效评价。在财政支出绩效评价方面,我国政府也与时俱进,不断自我完善职能的转变,财政支出的绩效管理受到国家和政府的高度重视。海关总署作为中央直属单位,积极响应中央号召,先后印发了多项海关系统财务绩效考核制度。预算的绩效管理体现出了新时代对海关的要求,海
随着人们生活水平的不断提高,小龙虾不仅是风味小吃的一个新方向而且由于其体内含有大量虾青素也可以制作为药品来预防疾病。但是目前对于小龙虾的分类依然停留在人工检测阶段,不仅浪费人力资源而且识别准确率不高,进而导致小龙虾食品和药品安全问题。因此,对于龙虾的全自动加工、分类检测存在巨大的市场前景。本文研究关于图像分类算法,主要目的为设计一套包含卷积神经网络、对抗式神经网络、强化学习的算法来自动剔除黑虾、受
印刷业是一个具有悠长历史的巨大行业体系,自我国古代印刷术问世以来,相关技术就进入人们的生产与生活,并逐渐发展完善,它在社会民生中已具有十分重要的地位,并在一定程度上影响着市场消费。社会与市场环境不断变化导致了印刷设备功能需求更加多样化,竞争不断升级,相关企业在响应国家政策与市场需求的同时,也需要提升自身生产效率以保证竞争力。为应对复杂的外部环境,需要对印刷设备技术与功能进行不断的优化与更新。但是新
近年来,中国马业迅速发展。随着马术及速度赛马比赛越来越频繁,马匹流动性增加,给马匹疾病防控带来巨大挑战,尤其是马流感的防控。马流感的监控是国际运动马匹运输前后必检项