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

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.
项目概要 在 II 型糖尿病中,胰岛分泌胰岛素的 β 细胞无法分泌足够的胰岛素 维持正常血糖水平的量。由此产生的高血糖可导致许多严重的 并发症。因此,了解介导胰岛素分泌的机制可能会导致新的发现 预防 II 型糖尿病发病和并发症的疗法。 L型钙的两个亚类 通道、Cav1.2 和 Cav1.3 在胰腺 β 细胞中表达。我们开发了一种“敲入”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。在该系统中,内源性 L 型通道可以是 用 DHP 药物“关闭”,从而在药理学上隔离 Cav1.2 或 Cav1.3 通道。使用这个 系统中,我们已经证明 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 受体结合来增强胰岛素分泌。我们有 鉴定出一种源自 GLP-1 受体一级氨基酸序列的短肽,它可以模仿一些, 但不是 GLP-1 的所有作用。我们假设在受体的背景下,该肽包含 配体结合后暴露的自激活结构域。在该项目的目标 1 中,我们将描述 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 受体结构的背景。在目标2中,我们将进一步研究L型偶联的机制 胰岛素分泌和 β 细胞增殖的钙通道,以及它们如何受 GLP-1 受体调节 激活。尽管大部分工作将在 INS-1 细胞模型中完成,但病毒载体已经开发出来 将突变通道和通道片段引入大鼠原代β细胞中。本提案将利用 膜片钳全细胞电生理学、荧光寿命成像、Total Internal 等技术 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 化验。该提案与 PI 了解 L 型钙通道的长期目标一致 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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