GSK-3β在糖皮质激素诱导胰岛β细胞功能衰竭中的作用及分子机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81370918
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0708.糖尿病
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Steroid diabetes is the most frequent side effect of glucocorticoid treatment. The apoptosis of pancreatic β cells trigered directly by glucocorticoid is the main reason, but the underlying mechanism is remain unclear. Our previous study found that glucocorticoid induced apoptosis of INS-1 cell in dose-dependent way, and un-regulated GSK-3β level. The apoptosis could be inhibited by GSK-3 inhibitor, which indicated the key roles of GSK-3β in glucocorticoid-induced apoptosis of pancreatic β cells. In this study, we use steroid diabetes animal models and β cell line with inducible expression of GSK-3β, which have been established successfully during our previous work. First, we detect the effects of GSK-3β over expression or low expression on apoptosis and decreased insulin release induced glucocorticoid; then the underlying mechanisms of GSK-3β in this process will be analyzed by investigating mitochondrial function, Ca2+ concentration, apoptosis mediators, caspases and transfactor factors specific with β cells function, and the target molecules of GSK-3β in pancreatic β cells will be detect by immonoprecipation technology; in the latter, the signaling mechanisms involved upregulation of GSK-3β by glucocorticoid will be analyzed and inhibitors of GSK-3 which can protect pancreatic β cell also be screened.. This study investigate the roles of GSK-3β in pancreatic β cell failure from the aspect of direct injury of glucocorticoid, which will provide experimental data for unraveling the underlying mechanism of steroid diabetes and preventing and treating β cell failure in steroid diabetes.
类固醇性糖尿病是糖皮质激素临床应用中最常见的副作用。激素直接诱导胰岛β细胞衰竭是其重要原因,但相关分子机制仍不明了。我们前期发现,激素诱导胰岛β细胞凋亡伴有GSK-3β表达的升高,而抑制GSK-3活性可明显减轻激素诱导的β细胞凋亡,表明GSK-3β在激素诱导β细胞凋亡中发挥重要作用。本研究中,我们应用激素性糖尿病的动物模型和已构建成功的可诱导GSK-3β过表达的胰岛β细胞系,首先检测GSK-3β对激素诱导β细胞衰竭的影响;然后通过检测GSK-3β对线粒体、胞内钙、凋亡信号分子、caspases和β细胞特异转录因子的影响分析其作用机制,采用免疫共沉淀技术明确GSK-3β作用的靶分子;此外,拟对激素上调GSK-3β的信号机制进行分析,并筛选保护胰岛β细胞的GSK-3抑制剂。本研究从激素对β细胞直接损伤的角度探索GSK-3β在其中的作用机制,为阐明类固醇性糖尿病的发病机制和药物干预提供实验依据。

结项摘要

类固醇性糖尿病是糖皮质激素临床应用中最常见的副作用之一。激素直接诱导胰岛β细胞衰竭是其重要原因,但相关分子机制仍不明了。本课题研究发现地塞米松(Dexamethasone,Dex)可在体内外诱导胰岛β细胞衰竭,体外实验显示:Dex作用可明显上调INS-1细胞GSK-3β、PKC-β和c-Jun基因的表达,以GSK-3β上调较显著,同时下调AKT2和Wnt3基因表达,提示Dex诱导的INS-1凋亡可能与GSK-3β信号通路、PI3K信号通路和Wnt信号通路有关。我们选择GSK-3β信号通路为研究对象,首先利用tet-on系统成功构建了可用强力霉素(Doxycycline,Dox)诱导GSK-3β过表达的INS-1细胞系,发现GSK-3β的磷酸化水平和磷酸化位点是介导Dex诱导胰岛细胞损伤的关键,Dex可降低GSK-3β Ser9磷酸化水平,升高GSK-3βTyr216的磷酸化水平,使GSK-3β活性明显增强,进而下调Bcl-2表达、上调Bax和Capase-3表达;同时还可上调DRP-1和CREST基因表达,促进线粒体分裂,引起细胞色素C释放,使胞浆中钙浓度升高,ROS、MDA、NADPH氧化酶系统产生增多,SOD、GSH等抗氧化物质减少,促进细胞凋亡,而这些现象在GSK-3β过表达的细胞更加明显。敲降GSK-3β或应用GSK-3β抑制剂(氯化锂、SB415286)可明显减轻Dex或内质网应激诱导的胰岛β细胞凋亡。进一步我们发现Dex诱导胰岛细胞凋亡的同时,还可抑制胰岛素的合成。结果显示:Dex下调INS-1细胞胰岛素mRNA表达,同时使转录因子FoxO1由胞浆转到胞核内的数量增多,说明INS-1胞核有活性FoxO1增多,活性形式FoxO1可抑制PDX-1表达,增加PDX-1核输出,从而抑制胰岛素基因转录。而且体内实验也发现:Dex可通过调控大鼠胰腺组织GSK-3β的磷酸化水平,提高GSK-3β活性,下调胰岛细胞PI、MafA和PDX-1的表达,提示Dex抑制胰岛素合成可能与GSK-3β活性增强介导的MafA和PDX-1表达下调有关。 并且高脂血症时上述现象更加明显。但详细的机制还有待于进一步研究。因此,认为GSK-3β信号通路在介导地塞米松诱导胰岛β细胞衰竭过程中起重要作用,调控GSK-3β活性可能是临床防治类固醇糖尿病胰岛β细胞功能衰竭的潜在措施。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
GSK-3β mediates dexamethasone-induced pancreatic β cell apoptosis.
GSK-3β介导地塞米松诱导的胰腺β细胞凋亡
  • DOI:
    10.1016/j.lfs.2015.11.017
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    Life sciences
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Guo B;Zhang W;Xu S;Lou J;Wang S;Men X
  • 通讯作者:
    Men X
线粒体动力学与2 型糖尿病胰岛素抵抗的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    生理科学进展
  • 影响因子:
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  • 作者:
    许荣波;门秀丽;宋旭东
  • 通讯作者:
    宋旭东
牛磺熊去氧胆酸减轻2型糖尿病小鼠肝细胞凋亡
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    基础医学与临床
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张换;王志鹏;窦娜;门秀丽
  • 通讯作者:
    门秀丽
胰高血糖素样肽-1 通过抑制糖原合成酶激酶-3β活性保护内质网应激诱导的β 细胞凋亡
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中日友好医院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王猛;张文健;许世清;彭亮;王在;刘虹麟;房青;邓婷婷;娄晋宁
  • 通讯作者:
    娄晋宁
塞来昔布联合紫杉醇诱导乳腺癌细胞凋亡的协同作用及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    吉林大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周贺;刘军;柳雅玲;王丽;李开济;门秀丽
  • 通讯作者:
    门秀丽

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其他文献

CREST基因介导高糖诱导的胰岛beta细胞凋亡
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    --
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  • 期刊:
    J Endocrinol.
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  • 作者:
    门秀丽
  • 通讯作者:
    门秀丽
内质网应激对2型糖尿病胰岛细胞凋亡的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    医学研究杂志
  • 影响因子:
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甲状腺激素应答蛋白Thrsp在脂质合成中的调节作用
  • DOI:
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  • 发表时间:
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    生理科学进展
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  • 作者:
    吴静;李晶;门秀丽;管又飞
  • 通讯作者:
    管又飞
胆汁酸代谢与调节中的选择性剪接
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李开济;田增有;门秀丽;吴静
  • 通讯作者:
    吴静
二棱大麦种质资源抗氧化能力的筛选鉴定
  • DOI:
    10.14045/j.cnki.15-1220.2021.04.011
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    内蒙古民族大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王美琦;刘志萍;王金波;齐海祥;王海泽;王文迪;门秀丽;宋俊良;李建波;徐寿军
  • 通讯作者:
    徐寿军

其他文献

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门秀丽的其他基金

Drp-1基因在内质网应激诱导胰岛β细胞凋亡中的作用
  • 批准号:
    30971410
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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