Control of insulin secretion by mitochondrial fusion

通过线粒体融合控制胰岛素分泌

基本信息

  • 批准号:
    10753730
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 63.79万
  • 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:
    2023-08-23 至 2027-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

ABSTRACT Diabetes results from insufficient functional β-cell mass to meet peripheral insulin demands. β-cells rely upon mitochondrial respiration to generate the energy necessary for insulin biosynthesis, processing, and secretion. Indeed, defects in mitochondrial structure and function have been reported in the β-cells of patients with type 2 diabetes (T2D). Defects in mitochondrial structure and function are characteristic of impairments in mitochondrial dynamics, the balance of fusion and fission of mitochondrial networks. Mitochondrial fusion is governed by several dynamin-like GTPases, including Mitofusins 1 and 2 (Mfn1 and 2). Expression of Mfn1 and/or Mfn2 are reduced in human T2D islets, mouse models of T2D, and following the deposition of toxic islet amyloid polypeptide oligomers. However, the functions of Mfn1 and Mfn2 in β-cells in vivo, and their role in T2D pathogenesis are unclear. Therefore, our goal is to dissect the mechanistic and physiologic regulation of mitochondrial fusion in β-cells to elucidate its contribution to diabetes pathogenesis. The central hypothesis to be tested is that Mfn1 and 2 regulate insulin secretion and islet β-cell connectivity through control of mitochondrial DNA and network stability, and their dysregulation contribute to β-cell failure in T2D. We will test this hypothesis by the following approach: Specific Aim 1 will directly assess the mechanistic implications of loss of mitochondrial fusion on control of mitochondrial DNA copy number. Specific Aim 2 will delineate the mechanisms by which incretins restore insulin secretion following impairments in mitochondrial fusion. Specific Aim 3 will investigate the importance of mitofusins within human β-cells. We anticipate obtaining a clear understanding of the importance and translational relevance of mitochondrial fusion in β-cell function from an evaluation of the central effectors crucial to the maintenance of mitochondrial structure. These results should advance the field of β-cell biology by defining the role of mitochondrial fusion in T2D pathogenesis and could open new horizons for therapies for patients with diabetes.
抽象的 糖尿病是由于功能性β细胞质量不足而导致的,无法满足外周胰岛素需求。 β细胞依靠 线粒体呼吸产生胰岛素生物合成,加工和分泌所需的能量。 实际上,在2型患者的β细胞中已经报道了线粒体结构和功能的缺陷 糖尿病(T2D)。线粒体结构和功能的缺陷是线粒体损伤的特征 动力学,线粒体网络的融合和裂变的平衡。线粒体融合受 几种动力蛋白样的GTPase,包括丝线Fusins 1和2(MFN1和2)。 MFN1和/或MFN2的表达是 在人类T2D胰岛,T2D的小鼠模型中减少了,有毒胰岛淀粉样蛋白的沉积后 多肽低聚物。但是,MFN1和MFN2在体内的功能及其在T2D中的作用 发病机理不清楚。因此,我们的目标是剖析 β细胞中的线粒体融合,以阐明其对糖尿病发病机理的贡献。中心假设 接受测试是MFN1和2通过控制线粒体调节胰岛素分泌和胰岛β细胞连接性 DNA和网络稳定性及其失调导致T2D中的β细胞衰竭。我们将检验这个假设 通过以下方法:特定目标1将直接评估线粒体丧失的机理含义 融合线粒体DNA拷贝数。具体目标2将描述其通过的机制 线粒体融合的损伤后,肠降量恢复胰岛素分泌。具体目标3将调查 介脂蛋白在人β细胞中的重要性。我们预计对 线粒体融合在β细胞功能中的重要性和翻译相关性,对中央的评估 效应子对维持线粒体结构至关重要。这些结果应推进β细胞的领域 生物学通过定义线粒体融合在T2D发病机理中的作用,并可以为 糖尿病患者的疗法。

项目成果

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数据更新时间:2024-06-01

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