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

基本信息
批准号:81370918
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:门秀丽
学科分类:
依托单位:华北理工大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张文健,彭亮,吴静,赵利军,许世清,李克宁,方妮,鲍伟杰,郭彬
关键词:
胰岛β细胞机制细胞凋亡糖皮质激素GSK3
结项摘要

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。

项目摘要

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
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

Protective effect of Schisandra chinensis lignans on hypoxia-induced PC12 cells and signal transduction

Protective effect of Schisandra chinensis lignans on hypoxia-induced PC12 cells and signal transduction

DOI:10.1080/15287394.2018.1502561
发表时间:2018
2

Efficient photocatalytic degradation of organic dyes and reaction mechanism with Ag2CO3/Bi2O2CO3 photocatalyst under visible light irradiation

Efficient photocatalytic degradation of organic dyes and reaction mechanism with Ag2CO3/Bi2O2CO3 photocatalyst under visible light irradiation

DOI:
发表时间:2016
3

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
4

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
5

Engineering Leaf-Like UiO-66-SO_3H Membranes for Selective Transport of Cations

Engineering Leaf-Like UiO-66-SO_3H Membranes for Selective Transport of Cations

DOI:10.1007/s40820-020-0386-6
发表时间:2020

门秀丽的其他基金

相似国自然基金

1

E4BP4在糖皮质激素诱导胰岛β细胞凋亡中的作用及其分子机制研究

批准号:81670758
批准年份:2016
负责人:彭亮
学科分类:H0708
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
2

胰岛素原的错误折叠和内质网应激在胰岛β细胞功能衰竭中的作用

批准号:81070629
批准年份:2010
负责人:刘铭
学科分类:H0708
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
3

胰岛ε细胞在高脂饲养诱导的胰岛功能失代偿中的作用研究

批准号:30700879
批准年份:2007
负责人:王海宁
学科分类:H0708
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

胰岛素基因突变导致胰岛素原错误折叠和胰岛β细胞功能衰竭的分子机制

批准号:81700699
批准年份:2017
负责人:黄雨蒙
学科分类:H0708
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目