大鼠胰腺β细胞分泌调控机制的研究

论文题目: 大鼠胰腺β细胞分泌调控机制的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 生物物理

作者: 万群芳

导师: 徐涛

关键词: 分泌调控,膜电容检测,胰岛素分泌,蛋白激酶,钙离子光解释放,钙传感器

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 胰岛素在维持血糖稳定中起着重要作用,胰岛素分泌不足将直接导致非胰岛素依赖的Ⅱ型糖尿病的产生。胰腺β细胞通过调控致密大囊泡的胞吐过程来调节胰岛素的分泌。因此,研究β细胞分泌及其调控机制,对早日克服这一危害人类健康的重要疾病具有重要的理论和指导意义。本课题以大鼠胰腺β细胞为研究对象,联合运用全细胞膜片钳膜电容检测、荧光蛋白、光学成像(Confocal、TIRFM、FRET 等)、荧光测钙、钙离子光解释放,以及分子生物学技术等现代生物学方法,研究了单个β细胞在不同的刺激条件和不同钙离子浓度时分泌的动力学特性,并且系统地探讨了蛋白激酶(PK)A 和C 对大鼠胰腺β细胞胰岛素分泌的调控作用; 研究了分泌调控蛋白Stx1A和Munc18a 对胰岛素分泌调控的作用机制。(1)在大鼠胰腺β细胞上观察到连续去极化刺激可以引起单个β细胞中与电压依赖钙通道耦联的囊泡的分泌,是钙离子依赖性的过程。利用钙斜坡测量,发现β细胞上LTX 引起的钙不依赖性分泌实际上是由于它降低了刺激分泌的钙阈值,从而使分泌在低钙或静息时就能发生,仍然是钙离子依赖的过程。大鼠胰腺β细胞的分泌也可分为三个动力学明显不同的成份,结合三指数拟合和线性拟合能对其进行合理的动力学分析。单个大鼠β细胞胰岛素分泌表现为不同的类型和特性。根据紫外闪光刺激触发C_m变化的特性,可以分成胞吐型、胞吐-胞吞型和过度胞吞型。胞吞发生的几率要比其它分泌细胞高得多。(2)采用光解钙离子释放技术以控制细胞内游离钙离子浓度,并综合运用全细胞膜电容检测技术,测量了在不同的刺激条件和不同钙离子浓度时分泌的动力学特性。首次在β细胞上发现了一种新型囊泡库,即钙离子高度敏感的囊泡库(HCSP)。HCSP 是一个比较小的约10 个囊泡(19.3±3.2fF)的囊泡库(Kd～1μM),其对钙离子的敏感性要比以前发现的立即可释放囊泡库(Kd～20μM)要高得多。因此,在大鼠胰腺β细胞上至少存在三类动力学特性不同的囊泡库:钙离子高度敏感的囊泡库(HCSP),准备释放囊泡库(RRP),和囊泡储备库(DP)。首次发现PKA 和PKC 是通过钙敏感性调控机制促进胰岛素分泌的。在加入PKC的激动剂PMA 或者PKA 的激动剂forskolin 的刺激条件下HCSP 的大小会显著增加。

论文目录:

摘要

Abstract

主要符号和缩略词表

1 绪论

1.1 细胞分泌的分子机制及其调控的研究进展

1.2 胰腺β细胞胰岛素分泌功能及其调控

1.3 本研究的主要内容

2 实验方法、技术与原理

2.1 全细胞膜片钳技术

2.2 膜电容检测技术

2.3 碳纤电极安培测量技术

2.4 荧光测钙和钙离子光解释放技术

2.5 荧光蛋白技术

2.6 共聚焦激光扫描显微镜

2.7 荧光全内反射技术

2.8 GFP-荧光共振能量转移(FRET)技术

2.9 分子生物学方法

3 大鼠胰腺β细胞培养和分泌特性

3.1 前言

3.2 实验材料和方法

3.3 结果及讨论

3.4 本章小结

4 蛋白激酶通过钙敏感性调控机制促进胰岛素分泌

4.1 引言

4.2 实验材料和方法

4.3 结果

4.4 讨论

4.5 本章小结

5 Stx1A 和Munc18a 对β细胞的分泌调控

5.1 引言

5.2 实验材料和方法

5.3 结果及讨论

5.4 本章小节

6 全文亮点与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文目录

发布时间: 2006-04-05

参考文献

[1].胰腺β细胞内钙调控胰岛素分泌的作用机制研究[D]. 谢丽.华中科技大学2005
[2].代谢因子对胰岛和下丘脑内分泌相关电生理反应的影响[D]. 冯丹丹.中南大学2008

大鼠胰腺β细胞分泌调控机制的研究

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