Ext1 调控胰岛 β细胞增殖研究文献综述

 2022-12-27 10:12
  1. 拟研究的问题

探究Ext1基因对胰岛beta;细胞增殖的调控作用

  1. 研究手段

1.应用qPCR技术检测不同组织中特定基因的表达水平

检测Ext1在C57小鼠心、肝、脾、肺、肾、白色脂肪、棕色脂肪、肌肉、脑及胰腺内、外分泌腺中的表达水平。

2.应用DNA重组技术构建目的基因敲除及过表达质粒

分别用PLVX-shRNA2和PLVX-zsgreen质粒载体构建敲除和过表达的Ext1重组质粒。

3.应用CCK8实验检测细胞活性和细胞增殖情况

将重组质粒导入到小鼠min6细胞中，，通过CCK8试验检测下调及上调Ext1基因后beta;细胞的活力。

  1. 文献综述

糖尿病是一种由胰岛素分泌和（或）作用缺陷所引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病。它导致的长期糖、脂肪及蛋白质代谢紊乱可引起多系统的损害，比如肾、神经、心脏等多个组织器官的慢性病变。糖尿病是世界排名第7的致命慢性疾病，目前尚无根治方法。故其发病机制、药物治疗、药代动力学机理成为全球医学研究的焦点。胰岛beta;细胞是人体合成分泌胰岛素的重要分泌细胞，而胰岛beta;细胞衰竭是1型和2型糖尿病糖尿病发病机制中的重要因素，其衰竭表现为beta;细胞数量减少以及胰岛素合成、分泌功能缺陷。

胰岛beta;细胞的生长发育、成熟和功能受到多种细胞因子的调控，其中硫酸乙酰肝素（HS）占有重要地位。硫酸乙酰肝素是一种高度硫酸化的长链多糖[1]，它广泛分布于各种细胞表面及胞外基质中，并与信号分子在细胞表面相互作用，促进受体配体的结合，进而启动细胞内的信号通路，完成细胞间的信号传递过程[2]。HS的合成受到胞内EXT蛋白家族的调控。EXT蛋白具有糖基转移酶活性，可将由N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸组成的二糖连接在硫酸乙酰肝素上，使其不断延伸，直至完全合成。目前已经发现表达哺乳动物EXT蛋白的基因有Ext1、Ext2、Extl1、Extl2和Extl3五种（Exts）。在哺乳动物体内，除了Extl1，其他四种基因在各种组织中广泛分布。Extl1在人类骨骼肌、皮肤和大脑高表达，在心脏低表达[3]；在胚胎期小鼠的骨骼、四肢和鼻子中，Extl1高表达；在成年小鼠的肝中Extl1高表达[4]。Exts的分布与其自身的功能相关，有研究发现Ext1和Ext2突变与遗传性多发性外生骨疣有关[5]。在胰岛beta;细胞中，Exts与beta;细胞正常的生长、成熟及胰岛素的合成有紧密联系[6]。

Takuro等人的研究表明，对于用Cre-flox系统得到的Extl3杂合敲除的小鼠，其beta;细胞功能与控制组没有明显差异[7]，表明Extl3的敲除对beta;细胞功能没有显著影响，而beta;细胞Ext1敲除的小鼠（beta;Ext1CKO）情况则完全不同：1.beta;Ext1CKO鼠beta;细胞的生长发育受到损害。生化分析表明，两个表达调节beta;细胞生长成熟的重要转录因子的基因—Pdx1和MafA出现下调；促进胰岛生长的Mnx1、Ptf1a、NeuroD1和Pax4基因转录的mRNA水平也有所下降[8]。2.beta;Ext1CKO鼠的beta;细胞增殖能力下降，其全部胰岛面积和胰岛数量相对于整个胰腺明显下降，且抑制细胞增殖的p21CIP1 和 p27KIP1基因在beta;Ext1CKO鼠胰腺中含量增加。3.beta;Ext1CKO鼠胰腺出现伴有血管化不足的异常结构。定量逆转录PCR表明，在beta;Ext1CKO鼠胰岛中，对血管形成十分重要的蛋白表达水平下降，而且出现了alpha;细胞在胰岛中心，beta;细胞围绕在其周围的异常细胞结构[9-11]。4.高脂饮食下的beta;Ext1CKO鼠在葡萄糖刺激后合成分泌胰岛素的能力下降，血胰岛素水平降低。因此，Ext1对胰岛beta;细胞正常的生长、发育及胰岛素的合成有重要影响。

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