Pericentrin调节胰岛素分泌的作用机制与降糖新靶点的研究

How to make islet cell secretion on-need is the hot spot and difficulty in diabetes therapy. Our exploratory research on insulin secretion showed that Pericentrin (PCNT) could adjust the beta cells insulin secretion, and the reduction of which is highly related with the inappropriate insulin secretion in insulin resistance subjects. Cytoskeleton might be the regulation factor during the procedure. The research on PCNT might provide a new way to seek more ideal glucose-lowering drugs. In order to identify the specific control site of PCNT and find the possible targets of hypoglycemic drugs, we plan to conduct experiments in 3 step: (1) cells experiment to observe the effect of PCNT on microtubules, microfilament and insulin vesicles secretion; and to explore the specific action site of PCNT by intervening microtubule, microfilament and related protein; (2) observing the change of insulin secretion under the use of glibenclamide, glinide, GLP-1 and metformin with the intervention of PCNT expression; (3) building the model of PCNT-knockout-mice, evaluating the effect of PCNT on insulin secretion and glucose-lowering drugs. RT – PCR and Western Blot will be used to quantitative analysis, IHC and IF to observe expression distribution, two-photon microscope to observe the dynamic change in this research.

使胰岛细胞“按需分泌”胰岛素是近年来降糖研究的热点和难点。Pericentrin（PCNT）有调节胰岛β细胞分泌的作用，我们的前期研究显示PCNT表达量的减少很可能是胰岛素抵抗时胰岛素过度分泌的原因之一，其作用与细胞骨架关系密切。对PCNT的研究有可能为寻找更为理想的降糖药物提供新的途径。本课题拟在前期研究基础上，分3部分对PCNT的具体调节位点和可能的药物作用靶点进行研究：（1）细胞实验观察干预PCNT表达后微管微丝结构和胰岛素囊泡分泌的改变；并拟通过干预微管微丝结构和相关调节蛋白表达，探索PCNT的具体作用位点；（2）观察改变PCNT的表达对格列本脲、格列奈、GLP-1类、二甲双胍胰腺作用的影响；（3）构建PCNT基因敲除小鼠，研究PCNT对在体小鼠胰岛素囊泡分泌和促泌药物作用的影响。研究使用RT-PCR、Western Blot定量分析，IHC、IF观察表达分布，双光子显微镜观察动态改变。

研究背景：胰岛素分泌的调节部位主要包括近端步骤调节（第二信使水平）和末端步骤调节（胞吐分泌）。目前对于胰岛素分泌末端步骤的调节机制研究较少。.研究内容：课题构建了两种动物模型：高脂诱导糖耐量异常模型鼠（IR）、中心粒周蛋白（PCNT）低表达转基因鼠（∆PCNTβ小鼠），并应用了MIN-6细胞系，进行了3个内容研究：1.PCNT表达减低对胰岛素分泌的影响；2.PCNT在糖耐量异常发生发展中的作用；3.各种降糖药物治疗过程中，PCNT对胰岛素分泌末端步骤的影响及机制。.重要研究成果：（1）PCNT 在代谢调节器官高表达，与胰岛素囊泡的分布关系密切。（2）F-actin是PCNT调节胰岛素分泌的作用机制之一：IR和∆PCNT小鼠的F-actin表达明显改变；Si-PCNT、ERK抑制剂（PD98095）和微管干预药物LB均显示MIN6细胞F-actin表达与PCNT成线性正相关关系。（3）PCNT与异常第一时相胰岛素分泌有关：高浓度葡萄糖刺激和Si-PCNT的MIN6细胞的胞浆PCNT和INS表达明显减少；∆PCNTβ小鼠存第一时相胰岛素分泌异常，β细胞分泌池的胰岛素囊泡数量明显减少。（4）PCNT在高脂诱导糖耐量异常中发挥重要作用：IR小鼠胰岛PCNT表达量随高脂饲养时间延长逐渐下降，异常第一时相胰岛素分泌逐渐加重。（5）PCNT在各种降糖药物的降糖治疗中发挥不同作用：GLP-1、格列美脲降低细胞内PCNT表达，促进细胞内胰岛素分泌，但GLP-1可以恢复细胞内胰岛素水平；瑞格列奈作为非磺脲类促泌剂增加PCNT的表达；二甲双胍、APS增加细胞内PCNT的表达，但并不影响细胞的胰岛素分泌。（6）PCNT的表达存在性别差异。（7）NCEX（NCLX）蛋白定位于糖尿病大鼠主动脉内皮细胞线粒体上，可能参与糖尿病的大血管损伤。（8）蛋白芯片研究发现PCNT的表达与机体的免疫调节功能关系密切。.科学意义：PCNT与异常第一时相胰岛素分泌和糖耐量低减密切相关，参与各种降糖药物的降糖机制。为糖尿病治疗提供了新的作用靶点。