Alpha cell-derived Extracellular Vesicles and Maternal Insulin Production
α细胞来源的细胞外囊泡和母体胰岛素的产生
基本信息
- 批准号:10681939
- 负责人:
- 金额:$ 23.7万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-05-08 至 2025-04-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AblationAdipocytesAdultAlpha CellAmino AcidsBeta CellBloodBlood GlucoseCell ProliferationCell SurvivalCellsCirculationCommunicationCompensationEndocrineFailureFetal GrowthFoundationsFutureGene DeletionGeneticGestational DiabetesGlucagonGlucoseHealthHormonesHumanImpairmentInsulinInsulin ResistanceKnowledgeLabelLactationLinkMediatingMetabolicMetabolic stressMetabolismMicroRNAsModelingMusNutrientOrganPancreasPathologicPhysiologicalPlacentaPlacental LactogenPlayPopulationPregnancyPregnancy OutcomeProductionProlactin ReceptorProliferatingProteinsRattusReceptor SignalingReportingResearchRoleSeriesSignal TransductionStructure of alpha Cell of isletdesignextracellular vesiclesgenetic approachglucagon-like peptide 1glucose toleranceimprovedinsulin secretionisletknockout genelipid metabolismmiRNA expression profilingmouse modelnoveloffspringparacrinepregnantprogramsreconstitutionrestorationsuccess
项目摘要
SUMMARY
To meet the constant nutrient demand for fetal growth, maternal metabolism goes through a series of
adaptations during pregnancy. For regulating these metabolic adaptations, maternal islets progressively
produce significantly more insulin. Insufficient insulin production causes gestational diabetes mellitus and other
complications. The pancreatic α-cells are the second primary endocrine cells in islets. Although studies have
reported that pregnancy may increase α-cell mass and maternal blood glucagon concentrations, there is a
knowledge gap about the role of α-cells in controlling maternal metabolic adaptation. Our most recent study
discovered the essential role of α-cells in maternal insulin production during pregnancy. Besides glucagon, α-
cells also secret glucagon-like protein 1 (GLP-1). Similar to other metabolic stresses, our study showed that
intraislet GLP-1 contributes to α-cell-promoted insulin production during pregnancy. To further study the role of
intraislet GLP-1 in α-cell-promoted insulin secretion and how placental lactogen (PL) regulates α-cell
adaptation to pregnancy, our preliminary studies observed that GLP-1 reconstitution at a physiological level
improved but did not completely restore insulin production in some mouse models. These results suggest that,
in addition to GLP-1, additional mechanisms are involved in α-cell-regulated insulin production during
pregnancy. Extracellular vesicles (EVs) are produced from almost all cells. By transferring the bioactive cargos
into the recipient cells, EVs serve as a channel for intercellular and intra-organ communication. Our preliminary
study not only identified α-cell-derived EVs (α-EVs), but showed that α-EVs promote insulin secretion.
Therefore, we hypothesize that the α-EVs play an important role in mediating the regulatory effects of
pancreatic α-cells on insulin production during pregnancy.
We will use pregnant mice with mGFP-labeled α-
cells to study pregnancy-induced dynamic changes in α-EVs production. The differential profiles of micro-RNA
in α-EVs will also be determined. Mouse models with α cell-specific prolactin receptor (Prlr) gene knockout will
be employed to verify the role of PL/PRLR in regulating α-EVs production and α-cell adaptation to pregnancy.
We will use the islets and purified α-EVs from the genetic mouse models to clarify the role of α-EVs in α-cell-
regulated insulin secretion during pregnancy. Together, the success of this project will reveal a new underlying
mechanism of maternal metabolic adaptation.
概括
为了满足胎儿生长不断的营养需求,母体的新陈代谢要经历一系列的过程。
为了调节这些代谢适应,母体胰岛逐渐在怀孕期间进行适应。
产生明显更多的胰岛素。胰岛素产生不足会导致妊娠期糖尿病和其他疾病。
尽管研究表明,胰腺 α 细胞是胰岛中的第二主要内分泌细胞。
据报道,怀孕可能会增加α细胞质量和母体血液中的胰高血糖素浓度,有一个
关于 α 细胞在控制母体代谢适应中的作用的知识差距。
发现 α-细胞在怀孕期间母体胰岛素产生中的重要作用。
与其他代谢应激类似,我们的研究表明,细胞也分泌胰高血糖素样蛋白 1 (GLP-1)。
胰岛内 GLP-1 有助于妊娠期间 α 细胞促进的胰岛素产生。
胰岛内 GLP-1 在 α 细胞促进胰岛素分泌中的作用以及胎盘催乳素 (PL) 如何调节 α 细胞
适应妊娠,我们的初步研究观察到GLP-1在生理水平上重建
在某些小鼠模型中,胰岛素的产生有所改善,但并未完全恢复,这些结果表明,
除了 GLP-1 之外,α 细胞调节胰岛素产生过程中还涉及其他机制
几乎所有细胞都通过转移生物活性物质产生细胞外囊泡(EV)。
进入受体细胞后,EVs 充当细胞间和器官内通讯的渠道。
研究不仅鉴定了α细胞衍生的EV(α-EV),而且表明α-EV可促进胰岛素分泌。
因此,我们认为α-EVs在介导调节作用中发挥着重要作用。
胰腺α细胞对怀孕期间胰岛素产生的影响。
我们将使用带有 mGFP 标记 α- 的怀孕小鼠
细胞研究妊娠引起的 α-EV 产生的动态变化。
α-EV 中的 α 细胞特异性催乳素受体 (Prlr) 基因敲除的小鼠模型也将被确定。
用于验证 PL/PRLR 在调节 α-EV 产生和 α-细胞适应妊娠中的作用。
我们将使用来自遗传小鼠模型的胰岛和纯化的 α-EV 来阐明 α-EV 在 α-细胞中的作用
总之,该项目的成功将揭示一个新的基础。
母体代谢适应机制。
项目成果
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