胰岛内皮细胞在调控胰岛beta细胞增殖及胰岛素分泌中的作用与分子机制

Pancreatic islets are heavily vascularized in vivo with each insulin secreting beta-cell associated with at least one endothelial cell (EC).The importance of endothelial cells for vascular function has become more appreciated in the last decades. Recently, more and more studies have shown islet endothelial cells have capacity to stimulate beta-cell proliferation and insulin secretion. However, the molecular mechanism of interaction between islet endothelial cells and bata-cells is still incompletely understood. In the present program, insulin and nestin as markers, we will screen the regulatory molecules for beta-cell proliferation and insulin secretion in islet endothelial cells by random RNAi library. And then, we will further investigate the interaction of these molecules and clarify the signal cascade pathway. These findings will contribute to revealing the mechanism of microenvironment regulation for beta-cell and the correlation between the endothelium and the maintenance of beta-cell function.

胰岛内皮细胞与beta细胞功能密切相关，其机制多被归咎于血管新生或血流切应力改变，对二者间直接的功能交互缺乏证据。项目基于其最低1:1配置的解剖学特性及内皮调控beta细胞分泌/增殖的事实，应用课题组设计构建的随机dsRNA/RNAi文库，以胰岛素与增殖更新标记巢蛋白（nestin）为靶标，筛选内皮调控beta细胞分泌/增殖相关信息素，寻找二者联系直接物质基础。通过相对排列H1/U6双启动子间Sau3AI酶切段共转录dsRNA构建随机RNAi文库，经体外接触培养体系转染，据潮霉素（hygromycin）/EGFP融合基因双报告，获取内皮产物中胰岛素与nestin基因表达调控可疑分子，结合正负双调功能实验，阐述其调控beta细胞分泌/增殖特性，从而揭示内皮与beta细胞功能维持关联，解析其信号级联机制，旨在深入理解beta细胞功能微环境调节机理，为刺激/模拟胰岛素分泌提供新的策略与依据。

糖尿病合并肿瘤人群日益扩增，而选取的降糖措施可能对肿瘤生物学行为产生影响，系统评价该影响对用药选择具有重要意义。项目组前期发现：在与糖尿病关系最密切的7种肿瘤细胞中，新型降糖药DPP-4i显著促进Transwell（+基质胶）效应与肿瘤转移相关蛋白表达；活细胞显示，该效应源于对瘤细胞定向迁移能力上调，并促其伪足形成。据此推测：DPP-4i可能促瘤细胞迁移与侵袭。本研究项目旨在探索糖尿病合并肿瘤合理用药原则，为深入理解肿瘤微环境影响瘤细胞转移/侵袭机制提供依据。本研究项目于体外与裸鼠内，经荧光素酶标记、活体成像等阐明DPP-4i对肿瘤生物学行为这一可能存在的潜在影响，寻找其下游信号级联途径（Nrf2/ROS等），从而揭示DPP-4i与肿瘤生物学行为关联，解析其信号级联机制。研究结果阐明了DPP-4i在肿瘤细胞迁移/侵袭中的作用，为糖尿病合并肿瘤患者制定合理用药方案提供实验依据。明确了DPP-4i通过Nrf2/ROS途径在肿瘤迁移/侵袭中的调控机制；经Nrf2 siRNA与Nrf2 shRNA明确其为该过程的关键调控因子。已为Nrf2/ROS在肿瘤生物学行为中的双重作用提供新的证据。本项目发表SCI论文3 篇（均已标注），包括：Science Transl Med、JCEM、Nature Commun（IF分别为16.264，6.31，11.47），其中发表在Science Transl Med的论著被Science官方网站及其门户网站“EurekAlert”与“MedPak”刊登研究介绍，同时研究组还受邀接受了美国《TIME》、《TheScientist》杂志，以及“STATnews”和“新华社华盛顿站”的采访，此外论著还被Cell子刊Cell Metabolism专文述评。发表国内统计源期刊论文3篇。受邀17th International Conference on Oxidative Stress Reduction, Redox Homeostasis and Antioxidants等国际大会做专题报告并担任专题主持人。获得重庆市杰青称号、重庆市留学人员科技项目择优资助计划称号。培养研究生8名，博士3名。参编1项专著。获得中华医学科技二等奖、全国医学教育技术成果三等奖等6项科研奖项。