L-type Ca2+ channel modulation of beta cell function
L 型 Ca2 通道调节 β 细胞功能
基本信息
- 批准号:8292152
- 负责人:
- 金额:$ 27.94万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2004
- 资助国家:美国
- 起止时间:2004-04-01 至 2014-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Adenylate CyclaseAgonistAmino Acid SequenceBeta CellBindingBiological AssayBlood GlucoseCell LineCell ProliferationCell modelCell physiologyCellsChemosensitizationComplexCouplingCyclic AMPCyclic AMP-Dependent Protein KinasesDataDevelopmentDihydropyridinesElectrophysiology (science)EnvironmentEventExocytosisExtracellular DomainFluorescenceFluorescence MicroscopyGTP-Binding ProteinsGlucoseGoalsHormonesHyperglycemiaImageImmunoprecipitationInsulinIslets of LangerhansKnock-in MouseL-Type Calcium ChannelsLeadLigand BindingLinkMediatingMethodsMolecularNon-Insulin-Dependent Diabetes MellitusOutputPathway interactionsPatternPeptide ReceptorPeptidesPharmaceutical PreparationsPhosphorylationPhysiologicalProinsulinPropertyProteinsRattusReceptor ActivationRoleSignal PathwaySignal TransductionStimulusStructureStructure of beta Cell of isletSystemTechniquesViral VectorWestern BlottingWorkchannel blockersdihydropyridineglucagon-like peptide 1insulin granuleinsulin secretioninsulinomaknock-downmutantnovelpatch clamppeptide Bpreferencepreventprotein protein interactionprototypereceptorresponsesensorsmall molecule
项目摘要
Project Summary
In type II diabetes, the insulin secreting beta cells of pancreatic islets fail to secrete insulin in sufficient
quantities to maintain normal blood glucose levels. The resulting hyperglycemia can lead to many serious
complications. Therefore, understanding the mechanisms that mediate insulin secretion could lead to new
therapies to prevent the onset and complications of Type II diabetes. Two sub-classes of L-type calcium
channels, Cav1.2 and Cav1.3 are expressed in pancreatic beta cells. We have developed a "knock in" method to
introduce Cav1.2 and Cav1.3 mutant channels that are insensitive to the dihydropyridine (DHP) class of L-type
channel blockers into the insulinoma cell line INS-1. In this system, the endogenous L-type channels can be
"shut off" with DHP drugs, thus pharmacologically isolating either Cav1.2 of Cav1.3 channels. Using this
system, we have shown that Cav1.3 but not Cav1.2 channels can mediate glucose-stimulated insulin secretion.
Insulin secretion is potentiated by the hormone GLP-1, by its binding to the GLP-1 receptor. We have
identified a short peptide, derived from the GLP-1 receptor primary amino acid sequence, that can mimic some,
but not all of the actions of GLP-1. We hypothesize that in the context of the receptor this peptide comprises an
autoactivation domain that is unmasked upon ligand binding. In Aim 1 of this project, we will characterize both
the activity of this peptide as a small molecule agonist, and its contribution to GLP-1 receptor activation in the
context of the GLP-1 receptor structure. In Aim 2, we will further examine the mechanisms that couple L-type
calcium channels to insulin secretion and beta cell proliferation, and how they are modulated by GLP-1 receptor
activation. Although most of this work will be done in the INS-1 cell model, viral vectors have been developed
to introduce mutant channels and channel fragments into rat primary beta cells. This proposal will utilize
techniques such as patch clamp whole-cell electrophysiology, Fluorescence Lifetime Imaging, Total Internal
Reflection Fluorescence Microscopy, insulin secretion assays, immunoprecipitation assays, and western blot
assays. This proposal is consistent with the PI's long term goal of understanding L-type calcium channel
modulation and cellular function.
项目摘要
在II型糖尿病中,胰岛的胰岛素分泌β细胞无法分泌足够的胰岛素
维持正常血糖水平的数量。由此产生的高血糖会导致许多严重
并发症。因此,了解介导胰岛素分泌的机制可能导致新的
预防II型糖尿病的发作和并发症的疗法。 L型钙的两个子类
CAV1.2和CAV1.3的通道在胰腺β细胞中表达。我们已经开发了一种“敲门”方法
引入对L型二氢吡啶(DHP)类不敏感的CAV1.2和CAV1.3突变通道
通道阻滞剂进入胰岛素瘤细胞系INS-1。在此系统中,内源性L型通道可以是
用DHP药物“关闭”,从而在药理学上分离Cav1.3通道的CAV1.2。使用此
系统,我们已经表明CAV1.3而不是CAV1.2通道可以介导葡萄糖刺激的胰岛素分泌。
激素GLP-1通过与GLP-1受体的结合来增强胰岛素的分泌。我们有
鉴定出源自GLP-1受体初级氨基酸序列的短肽,可以模仿一些
但并不是GLP-1的所有动作。我们假设在受体的背景下,该肽包括
在配体结合上未掩盖的自动活化域。在该项目的AIM 1中,我们将表征两者
该肽作为小分子激动剂的活性及其对GLP-1受体激活的贡献
GLP-1受体结构的上下文。在AIM 2中,我们将进一步研究夫妇L型的机制
胰岛素分泌和β细胞增殖的钙通道,以及如何通过GLP-1受体调节它们
激活。尽管这项工作的大部分将在INS-1细胞模型中完成,但已经开发了病毒载体
将突变通道并将片段引入大鼠初级β细胞中。该建议将使用
贴片夹全细胞电生理学,荧光寿命成像,总内部的技术
反射荧光显微镜,胰岛素分泌测定,免疫沉淀测定和蛋白质印迹
测定。该提案与PI了解L型钙通道的长期目标是一致的
调节和细胞功能。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Uncoupling of Cav1.2 from Ca(2+)-induced Ca(2+) release and SK channel regulation in pancreatic β-cells.
Cav1.2 与 Ca(2 ) 诱导的 Ca(2 ) 释放和胰腺 β 细胞中 SK 通道调节的解偶联。
- DOI:10.1210/me.2013-1094
- 发表时间:2014
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wang,Yuchen;Jarrard,RachelE;Pratt,EvanPS;Guerra,MarcyL;Salyer,AmyE;Lange,AllisonM;Soderling,IanM;Hockerman,GregoryH
- 通讯作者:Hockerman,GregoryH
Potentiation of sulfonylurea action by an EPAC-selective cAMP analog in INS-1 cells: comparison of tolbutamide and gliclazide and a potential role for EPAC activation of a 2-APB-sensitive Ca2+ influx.
EPAC 选择性 cAMP 类似物在 INS-1 细胞中增强磺酰脲作用:甲苯磺丁脲和格列齐特的比较以及 EPAC 激活 2-APB 敏感 Ca2 流入的潜在作用。
- DOI:10.1124/mol.112.081943
- 发表时间:2013
- 期刊:
- 影响因子:3.6
- 作者:Jarrard,RachelE;Wang,Yuchen;Salyer,AmyE;Pratt,EvanPS;Soderling,IanM;Guerra,MarcyL;Lange,AllisonM;Broderick,HilaryJ;Hockerman,GregoryH
- 通讯作者:Hockerman,GregoryH
Antibody inhibition of synaptosomal protein of 25 kDa (SNAP-25) and syntaxin 1 reduces rapid exocytosis in insulin-secreting cells.
25 kDa 突触体蛋白 (SNAP-25) 和突触蛋白 1 的抗体抑制可减少胰岛素分泌细胞中的快速胞吐作用。
- DOI:10.1677/jme.1.01978
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:3.5
- 作者:Vikman,Jenny;Ma,Xiaosong;Hockerman,GregoryH;Rorsman,Patrik;Eliasson,Lena
- 通讯作者:Eliasson,Lena
Ca2+ influx through L-type Ca2+ channels and Ca2+-induced Ca2+ release regulate cAMP accumulation and Epac1-dependent ERK 1/2 activation in INS-1 cells.
Ca2 通过 L 型 Ca2 通道流入和 Ca2 诱导的 Ca2 释放调节 INS-1 细胞中 cAMP 积累和 Epac1 依赖性 ERK 1/2 激活。
- DOI:10.1016/j.mce.2015.09.034
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:4.1
- 作者:Pratt,EvanPS;Salyer,AmyE;Guerra,MarcyL;Hockerman,GregoryH
- 通讯作者:Hockerman,GregoryH
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