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主题: NMT在代谢疾病(糖尿病)研究上的应用成果

NMT在代谢疾病(糖尿病)研究上的应用成果 2016-05-06 15:57 #1135

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糖尿病




Ca2+流动紊乱是糖尿病个体胰腺细胞的生理特征之一(文献编号:C2012-011


胰腺β细胞的胰岛素分泌异常是type2糖尿病的主要缺陷。以前在患有糖尿病的人和动物模型的研究中发现线粒体功能受损和Ca2+内流异常,本研究是为了研究线粒体功能、Ca2+内流和胰岛素分泌之间的关系。


2012年,旭月研究院同清华大学合作,使用患有糖尿病的KK-Ay小鼠和正常的C57BL/6J小鼠的胰腺β细胞研究了线粒体的功能和形态,Ca2+通道,并且使用非损伤微测技术(NMT)测定了葡萄糖诱导的Ca2+内流。实验发现,葡萄糖诱导正常胰腺β细胞的Ca2+内流增加,但是KK-Ay的Ca2+并没有发生明显变化,当加入genipin后,能够恢复KK-Ay小鼠胰腺β细胞的Ca2+内流。


因此,在患有糖尿病小鼠的胰岛β细胞中,缺失线粒体功能是改变Ca2+内流导致的胰岛素分泌异常的重要因素。胰岛组织(Islet)是非常适合用于非损伤微测技术测定的材料,具有稳定而明显的Ca2+、H+和K+的流速,这为研究糖尿病的机理提供了重要的活体手段。2010年,普渡大学官网在对清华大学的介绍中特别提及了此项研究成果。


胰岛细胞检测示意图




解偶联蛋白(UCP3)——糖尿病药物研发思路(文献编号:F2005-016


解偶联蛋白(UCP)是一种线粒体内膜蛋白,能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子梯度,使利用质子梯度驱动的氧化磷酸化过程减慢,阻碍ATP的正常产生。在糖尿病前期和糖尿病患者中减少的UCP3和胰岛素耐受性有关,但是UCP3的功能还不清楚。


为了阐明肌肉中UCP3和胰岛素耐受性之间负相关性的根本机制。渥太华大学和MBL的科学家测定了L6肌肉细胞生理状态的UCP3超表达对葡萄糖和脂肪酸氧化,以及对线粒体解偶联和ROS产生的影响,也用非损伤微测技术测定了细胞的耗氧。实验发现肌肉细胞温育在血糖正常或者血糖过高的环境中导致棕榈酸氧化增加,但是,腺病毒绿色荧光蛋白感染或者慢性低剂量的解偶联剂二硝基苯酚对棕榈酸氧化没有影响。增加UCP3不影响葡萄糖的氧化,但是二硝基苯酚和胰岛素处理引起了葡萄糖氧化的增加。二硝基苯酚引起耗氧的增加和线粒体膜电势的下降,但是增强UCP3表达没有引起线粒体膜电势改变。最后,线粒体ROS随着UCP3表达的增加显著下降。


UCP3促进脂肪酸氧化和减少ROS的产生,在2型糖尿病中UCP3是一个重要的治疗靶标。因此,我们通过非损伤微测技术研究UCP3引起的耗氧变化,为糖尿病药物开发和筛选提供了活体检测的手段。


图注:L6细胞耗氧速率。UCP3超表达组的耗氧没有明显变化,化学解偶联剂显著增加了耗氧。




代谢疾病研究其它NMT文献




1)Oscillatory glucose flux in INS 1 pancreatic β cells: A selfreferencing microbiosensor study(Analytical Biochemistry,胰岛细胞F2011-024

2)Role for malic enzyme pyruvate carboxylation and mitochondrial malate import in the glucose-stimulated insulin secretion(American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism,胰岛细胞,F2009-015

3)Oxygen consumption oscillates in single clonal pancreatic beta -cells (HIT)
Diabetes,胰岛细胞F2000-011
最后修改: 2016-07-22 13:48 由 Magee.
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