核受体NR2E1在胰岛β细胞代偿性增殖中的调控作用研究

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:benn_zhao123
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
目的:探讨孤儿核受体NR2E1对胰岛素抵抗小鼠胰岛β细胞代偿性增殖的调控作用,体外实验研究NR2E1对葡萄糖和胰岛素作用下NIT-1细胞增殖的影响,并对其下游靶点进行探讨和验证。方法:Crispr-cas9法构建NR2E1基因敲除鼠,基因型鉴定后,8周龄NR2E1-/-鼠(KO-NR2E1)与对应的同窝WT鼠各24只,随机分为以下四组:(1)NR2E1-/-鼠,标准饮食(standard diet),标记为 KO-SD 组,n=12;(2)NR2E1-/-鼠,高脂饮食(high-fat diet),标记为 KO-HFD 组,n=12;(3)WT 鼠,标准饮食(standard diet),标记为 WT-SD 组,n=12;(4)WT 鼠,高脂饮食(high-fatdiet),标记为WT-HFD组,n=12。KO-SD组与WT-SD组以标准饲料喂养8周,KO-HFD组与WT-HFD组以高脂饲料喂养8周。观察小鼠体重、摄食、血糖、胰岛素、胰岛素抵抗指数及糖耐量等代谢参数的变化。胰腺标本固定后Ki67与INS免疫荧光双标评价细胞增殖率,INS特异性标记胰岛区域评价胰岛β细胞面积,游离胰岛组织,通过RT-PCR和Western-blot方法检测PTEN及其下游基因表达变化。胰岛β细胞系NIT-1体外培养,使用慢病毒为感染载体,建立稳定上调(OE-NR2E1)的细胞系及同种载体空转对照(OE-Ctrl),稳定下调NR2E1(KD-NR2E1)表达的细胞系及同种载体对照(KD-Ctrl),低糖(5mMGlucose)、高糖(20 mM Glucose)、高糖联合胰岛素(20 mM Glucose+100 nM insulin)三种培养条件下,流式细胞术检测细胞周期,Ki67标记阳性率及CCK-8实验评价细胞增殖水平,RT-PCR和Western-blot方法检测PTEN和其下游基因表达变化。生物信息学分析预测NR2E1与PTEN启动子的结合区域,核染色质免疫共沉淀(ChIP)技术验证PTEN是否为NR2E1作用的直接靶点。在KD-NR2E1细胞系中使用PTEN抑制剂VO-Ohpic处理,观察是否可以拯救NR2E1缺陷引起的变化。结果:在标准饮食情况下,KO-SD鼠的血糖、血清空腹胰岛素、胰岛素抵抗指数、糖耐量试验,胰岛β细胞面积,胰岛β细胞增殖率,PTEN及其下游基因的表达等均与WT-SD鼠无差异。高脂饮食可诱导WT和KO鼠糖耐量受损及胰岛素抵抗,相较于WT-HFD鼠,KO-HFD鼠糖耐量受损更严重,空腹血糖升高更明显,而空腹胰岛素则低于WT-HFD鼠,二者在HOMA-IR上无明显差异。高脂饮食对于KO鼠和WT鼠,均可增加胰岛β细胞面积和胰岛β细胞增殖率,但是,KO-HFD鼠的胰岛β细胞面积和胰岛β细胞增殖率明显低于WT-HFD鼠。对PTEN蛋白及mRNA水平,AKT蛋白磷酸化水平,cyclinD2蛋白及mRNA水平进行检测,标准饮食下,WT鼠和KO鼠未表现出明显差异。在高脂饮食诱导下,WT-HFD鼠PTEN蛋白表达下降,从而对AKT活化的抑制作用减弱,cyclin D2表达增加,高脂饮食的KO组中,不仅PTEN明显高于WT-HFD组、AKT磷酸化水平和cyclin D2水平均明显低于WT-HFD组,而且KO-HFD组与KO-SD组在PTEN蛋白,以及AKT磷酸化水平上均无明显差异。相比于KO-SD组,KO-HFD组cyclinD2水平仍可升高,但明显低于WT-HFD组。在5 mM葡萄糖浓度下,下调或者上调NR2E1均不影响NIT-1细胞的G1/S期转变、细胞增殖、PTEN及其下游基因的表达。在KD-Ctrl和OE-Ctrl中,增加葡萄糖浓度以及加入胰岛素,均能促进NIT-1细胞由G0/G1期向S/G2/M期转变,促进细胞增殖。相关蛋白和mRNA表达的结果提示,在KD-Ctrl和OE-Ctrl中,增加葡萄糖浓度以及加入胰岛素,均能抑制NIT-1细胞PTEN蛋白表达,增加AKT活化,增加cyclinD2蛋白表达。而在KD-NR2E1细胞中,葡萄糖和胰岛素对细胞周期的调控作用减弱,葡萄糖和胰岛素对PTEN的抑制作用减弱,从而AKT磷酸化水平较KD-Ctrl组低,下游cyclin D2蛋白水平较KD-Ctrl组低。在OE-NR2E1细胞中,过表达NR2E1可促进葡萄糖和胰岛素诱导的β细胞G1/S期转变,葡萄糖和胰岛素作用下,OE-NR2E1细胞的PTEN蛋白及mRNA水平明显低于OE-Ctrl组,AKT蛋白磷酸化水平、cyclinD2蛋白明显高于OE-Ctrl组。生物信息学方法在PTEN的启动子序列-1756~-1751 bp处预测出可能与NR2E1结合的序列AAGTCA。通过核染色质免疫共沉淀技术,使用NR2E1抗体的实验组可扩增出PCR产物,而IgG抗体的阴性对照组无法扩增产物,证明NR2E1通过结合PTEN启动子抑制其转录的激活。使用PTEN特异性抑制剂VO-Ohpic,发现VO-Ohpic拯救NR2E1缺陷对p-AKT和cyclin D2的抑制作用。结论:NR2E1基因敲除鼠模型证实了 NR2E1缺陷导致胰岛β细胞代偿性增殖障碍,体外实验证实NR2E1可能介导了葡萄糖和胰岛素诱导的NIT-1细胞增殖,PTEN可能是NR2E1在胰岛β细胞中的直接作用靶点。
其他文献
目的:在氧化应激和血脂相关基因中筛查和鉴定中国汉族人群的冠心病(coronary artery disease,CAD)遗传易感位点。方法:(1)在一项纳入了 1818例CAD病例和1963例对照的两阶段病例对照研究中,硫氧还原蛋白相关蛋白(thioredoxin-interacting protein,TXNIP)基因内单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphi
目的:探讨重建Kv4.3-CaMKⅡ单元在逆转心衰心室肌细胞钙失调和改善心功能方面的作用及其机制,为心衰的治疗探索新的有效的方法。方法:在Kv4.3和CaMKⅡ质粒共转染后的HEK293细胞,小鼠心室肌细胞和心脏组织中进行免疫共沉淀和FRET实验,明确Kv4.3和CaMKⅡ形成稳定的复合物。使用6-8周C57BL6小鼠通过重度胸主动脉结扎的方法建立压力超负荷心衰模型。心衰模型后1周,通过颈静脉在体
背景:心肌缺血是指由心肌灌注不足引起心脏能量代谢异常,功能局限性改变的过程,冠状动脉粥样硬化是引起心肌缺血的主要原因。随着经皮冠状动脉介入术(PCI)和冠脉搭桥术(CABG)的发展和普及,冠心病的死亡率有一定程度的降低,但仍是导致心血管疾病患者死亡的首要原因。近年来的研究表明,良好的冠脉侧枝循环可减小缺血和梗死灶面积,降低主要心血管事件发生率,然而现有研究对于冠脉侧枝生长的作用机制并未阐明。因此,
背景:一氧化氮(Nitric Oxid,NO)在体内由一氧化氮合成酶(NO synthases,NOS)催化L-精氨酸产生。在生物系统中NO的半衰期极短,以秒来计算。由于扩散速度极快,因此有利于快速到达作用靶点发挥其调控功能。几乎所有的心肌细胞都能产生NO,对心血管系统发挥极其重要的保护作用。NO通过血管依赖的和非血管依赖的途径调控多种心血管功能。前者包括调节冠脉血管收缩、凝血功能、血管平滑肌增殖
背景:目前治疗急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)最有效的方法为再灌注治疗,如溶栓、经皮冠状动脉介入术(percutaneous coronary intervention,PCI)和冠状动脉旁路移植术。但再灌注心律失常和再灌注心肌损伤(reperfusion injury,RI),包括心肌细胞凋亡坏死等,是限制再灌注治疗疗效甚或致死的重要因素。因此,如何
第一部分维拉帕米对非酒精性脂肪肝小鼠肝损伤的保护作用目的:探讨维拉帕米对非酒精性脂肪肝(NAFLD)小鼠肝脏损伤的保护作用方法:取4-5周健康雄性C57BL/6小鼠,适应性饲养一周后,随机分成普通组和模型组。普通组小鼠25只,给予普通饲料饲养;模型组小鼠30只,给予45%高脂饲料饲养。每日观察小鼠活动、毛色、饮食等。饲养过程中,普通组中出现1只小鼠体重不增,小鼠状态差,予以剔除。模型组中出现4只小
目的:急性非结石性胆囊炎(acute acalculous cholecystitis,AAC)具有起病急骤、病情进展迅速、并发症和死亡率高等临床特点,胆囊平滑肌收缩功能减弱是AAC发生的主要特征之一。胆道系统内广泛存在和分布的Cajal间质细胞(Interstitial Cells of Cajal,ICCs)具有产生和传播胆囊自发性节律、调节胆囊运动、引起胆囊收缩等功能,当发生AAC时,胆囊内
目的:瞬时受体电位M7(TRPM7)是具有激酶活性和离子通道活性的双功能蛋白,调控许多重要的生理和病理功能。然而,TRPM7与膀胱癌的关系还有待研究。本课题旨在通过组织,细胞和动物层面探讨TRPM7对膀胱癌的影响及其机制。方法:收取膀胱癌组织和正常膀胱上皮组织,进行基因芯片筛选,通过生物信息学方法挑选差异表达基因,功能和信号通路。采用qRT-PCR和免疫荧光化学分别检测组织中TRPM7的mRNA和
研究目的本研究目的为检测PCOS及PCOS伴2型糖尿病(PCOS-2DM)大鼠胰岛内ATPsyn-β的表达改变,并通过上调PCOS-2DM大鼠胰岛细胞ATPsyn-β的表达,了解受损的胰岛β细胞功能是否能够得到改善,进一步探索ATPsyn-β在PCOS-2DM大鼠胰岛β细胞功能障碍中的作用及机制。具体的研究目的为:1.成功构建PCOS-2DM大鼠的模型,并在造模后成功分离纯化大鼠胰岛,并进行原代培
研究背景与目的:足细胞是肾小球滤过屏障的重要组成部分,其相邻足突间形成裂孔隔膜(Slit diaphragm,SD),维持肾小球正常滤过功能。SD区结构和功能损伤将导致足细胞细胞骨架稳定性减弱、足细胞脱落/丢失,最终发生进行性蛋白尿。Nephrin是SD区的重要组成元件,跨膜表达于足细胞胞膜,其胞外段包含有Ⅲ型纤连蛋白样结构和IgG样区域,可通过嗜同性或嗜异性作用与相邻nephrin分子或neph