短期高糖刺激单个胰岛β细胞胰岛素合成的拉曼光谱研究

可见光与细胞内分子作用发生拉曼散射。通过分析拉曼散射光谱，可获得细胞内各种生物大分子的信息。目前应用拉曼光谱动态探测细胞蛋白质合成的研究较少。前期研究中我们发现在短期高糖刺激下，体外培养胰岛β细胞的拉曼光谱会发生显著变化。根据已知β细胞对高糖的细胞生物学反应，结合拉曼光谱的原理及其谱峰的分子归属，我们推测其光谱变化与细胞内胰岛素的生物合成有关。为验证这一假说，我们将采用绿色荧光蛋白基因作为报告基因,将其与胰岛素调控序列融合。在高糖（胰岛素合成促进剂）刺激下，连续观察单个胰岛β细胞的荧光和拉曼光谱的变化，并比较同一细胞在不同时间点荧光和拉曼的结果。探讨胰岛β细胞拉曼光谱改变与胰岛素原合成的关系，为实时探测单个胰岛β细胞内胰岛素代谢提供新视野，为糖尿病研究提供新的技术手段。

由刘红教授领导的课题组前期研究发现发现在短期高糖刺激下，体外培养胰岛β细胞的拉曼光谱会发生显著变化。根据已知β细胞对高糖的细胞生物学反应，结合拉曼光谱的原理及其谱峰的分子归属，我们推测其光谱的变化来源于高糖刺激胰岛β细胞后发生的某种细胞生物学反应所引起。通过本项目的研究，我们否定了前期关于光谱变化与细胞内胰岛素的生物合成有关的猜想。找出了胰岛β细胞拉曼光谱宏观上的变化与β细胞胞吐活动有关的证据。并推测其微观上的机制是由于胞吐时细胞膜表面积及胞膜刚性的涨落所引起。为实时探测单个胰岛β细胞内胰岛素胞吐提供新视野，为糖尿病研究提供新的技术手段。