论文部分内容阅读
Netrin-1通过与自噬的相互影响对胰岛β细胞的作用 糖尿病的发病率在全球范围内呈增加趋势,严重威胁人类健康。2型糖尿病发生发展的重要因素是机体对胰岛素抵抗和胰岛素分泌相对不足,引起这两个因素的主要原因包括炎症、氧化应激、细胞凋亡等,但目前还没有明确其发生的具体原因。 自噬是借由依赖溶酶体的降解路径,对细胞内损伤的细胞器以及错误折叠的蛋白质实行分解的系统。自噬可以被饥饿、缺氧及炎症等多种因素所激活,并在包括胰岛β细胞、骨骼肌细胞、脂肪细胞、肝脏细胞及神经细胞在内的多种细胞中发挥着作用。自噬可以通过调节内质网应激来影响胰岛β细胞的活性与功能。 生存因子Netrin-1在体内多种组织中表达,如胰腺、肾脏、肺等,并广泛的参与了炎症、组织损伤、血管生成等多种病理生理过程,在冠心病、肺炎、胰腺炎、肿瘤等疾病中发挥了重要作用。研究提示Netrin-1可以促进胰岛素的分泌,在糖尿病的发生、发展中发挥保护作用。也有越来越多的证据提示自噬在糖尿病的发生与发展中起到了重要作用。 研究目的: 本研究主要探讨在离体细胞及整体动物水平上Netrin-1与自噬的相互作用对糖尿病的影响,阐明其发挥作用的具体机制。 研究方法和结果: 动物实验:选取SPF级8周龄、雄性健康C57BL/6J小鼠12只,适应性喂养1周后,随机分为2组,即正常对照组(n=6),应用普通饲料喂养;糖尿病模型组(n=6),应用高脂饲料喂养4周后,禁食12h后腹腔注射链脲佐菌素(75mg/kg)。所有小鼠5周后行腹腔葡萄糖耐量实验结果提示给予高脂饮食以及链脲佐菌素后C57BL/6J小鼠空腹血糖轻度增加,餐后30min,60min,120min血糖显著增加。每周检测小鼠体重并使用快速血糖仪检测小鼠空腹血糖水平变化结果显示前4周高脂喂养的糖尿病模型组小鼠与正常对照组小鼠相比体重明显增加,在注射STZ之后,两组间的体重差异逐渐增大,差异有统计学意义。4周后再次行腹腔葡萄糖耐量实验,结果提示给予高脂饮食以及链脲佐菌素后C57BL/6J小鼠空腹血糖轻度增加,餐后30min、60min和120min血糖显著增加。用Western Blot法及Real time-PCR法检测两组小鼠胰腺中Netrin-1的表达情况,结果提示糖尿病模型组的小鼠胰腺中Netrin-1蛋白和mRNA的表达较正常对照组增加。 细胞实验:用病毒将Netrin-1基因转染到ins-1细胞中,Western Blot及Real time-PCR法检测Netrin-1基因转染前后自噬相关蛋白LC3-II及自噬流蛋白P62蛋白的表达情况,结果显示Netrin-1可以明显的促进LC3-II,抑制P62蛋白说明Netrin-1可以促进自噬现象。ins-1细胞转染Netrin-1基因之后用雷帕霉素(100nm)分别处理0h、0.5h、2h、4h。用Western Blot法检测不同时间点的LC3-Ⅱ,P62蛋白的表达,结果显示在2h时达到自噬高峰。对转染了Netrin-1的ins-1细胞与对照组ins-1细胞给予无糖(0mmol/L)、正常糖(11.11mmol/L)、高糖(25mmol/L)处理4h,给或不给雷帕霉素处理2h。Western Blot法检测3种糖浓度处理不同时间后LC3-II,P62蛋白的表达,结果示无糖和高糖可以促进自噬的发生。高浓度的Netrin-1可以促进胰岛素的分泌,而自噬可以抑制这种促进作用。在自噬作用较强时,Netrin-1可以抑制自噬的增强。对转染了Netrin-1的ins-1细胞与对照组ins-1细胞分别给予无糖(0mmol/L)、正常糖(11.11mmol/L)、高糖(25mmol/L)处理4h后用雷帕霉素处理0h、0.5h、2h、4h。用ELISA法检测3种糖浓度处理不同时间后胰岛素和Netrin-1的分泌情况,结果说明无糖和高糖可以增加Netrin-1的分泌。在Netrin-1浓度较低时,自噬可以促进Netrin-1的分泌,而当Netrin-1浓度较高时,自噬可以抑制Netrin-1的分泌。与此同时结果还提示Netrin-1和自噬的相互作用可以促进胰岛素的分泌,且在异常糖浓度中Netrin-1也表现出对胰岛素的调节作用。 研究结论: Netrin-1可以通过与自噬的相互作用调节胰岛β细胞分泌胰岛素,这可能在糖尿病的发生发展中发挥了重要的保护作用。Netrin-1可能成为糖尿病治疗和预防的新靶点,具有潜在的临床应用价值。