糖化终末产物诱导胰岛β细胞炎性损伤的分子机制研究

基本信息
批准号:81370935
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:苏青
学科分类:
依托单位:上海交通大学
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:孔祥,林宁,邢跃,姚小敏,杜世春,李晓永,简蔚霞,张伟伟,章志建
关键词:
胰岛β细胞氧化应激糖尿病代谢性炎症糖化终末产物
结项摘要

Progressive deterioration of β cell function is the prominent pathophysiological feature of type 2 diabetes. However,the related mechanisms have not been completely elucidated. Recently, we have revealed the fact that increased reactive oxygen species (ROS) production in islet β cells could be induced by glucose-derived advanced glycation end products (AGEs), which results in cell damage. We also found that AGEs upregulated NLRP3 expression level and increased secretion of interleukin-1β (IL-1β). Furthermore, these abnormalities were essentially reversed by inhibition of receptor for AGEs (RAGE) by pretreatment with neutralizing anti-RAGE antibody. All of these evidences suggest that the NLRP3 inflammsome may be involved in AGEs-induced pancreatic β cell damage. As a result, this project is designed for the following purposes: first, to investigate the effects of AGEs on ROS-NLRP3-ASC-Caspase 1-IL-1β pathway and insulin secretion in β cells; second, to evaluate the effects of interventions, such as blocking RAGE, ROS, NLRP3, ASC, Caspase 1 or IL-1β, on AGEs-induced β cell damage; third, to investigate the effects of intraperitoneal administration of AGEs on islet β cells in normal, Nlrp3-/-, Pycard-/- and Casp 1-/- mice. Taken together,the implementation of this study will not only help to clarify the role of the NLRP3 inflammasome in the phenomenon of AGEs-induced pancreatic β cell damage and explore a new insight for the protection of pancreatic β cells, but also reveal the molecular mechanisms of immune-metabolic interactions.

胰岛β细胞功能进行性减退是2型糖尿病突出的病理生理基础,其机制尚未完全阐明。申请者的前期研究显示,葡萄糖的衍生物糖化终末产物(AGEs)可导致β细胞活性氧(ROS)生成增加,造成细胞损伤,同时观察到NLRP3炎症小体表达上调及白细胞介素-1β(IL-1β)分泌增加,用AGEs受体特异性抗体阻断相关信号转导可逆转上述变化。本项目拟在此基础上进一步探讨AGEs及相关阻断措施(RAGE、ROS、NLRP3、ASC、Caspase-1及IL-1β阻断)对MIN6细胞及培养的小鼠胰岛NLRP3-ASC-Caspase 1-IL-1β系统及胰岛素分泌功能的影响;并观察给予AGEs对正常小鼠、Nlrp3-/-、Pycard-/-和Casp-1-/-小鼠β细胞的影响。本项目旨在阐明NLRP3炎症小体在AGEs诱导的β细胞损伤中的关键作用,为β细胞保护开辟新思路,并在分子水平上揭示免疫-代谢相互作用及机制。

项目摘要

葡萄糖的衍生物糖化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)是葡萄糖和含氨基生物分子(蛋白质、核酸和脂类)通过非酶糖化作用缓慢形成的一类结构复杂的化合物。AGEs与代谢性炎症及肿瘤的发生发展密切相关,但机制不清。本研究探讨NLRP3炎症小体在AGEs诱导胰岛β细胞损伤中的作用以及AGEs对胃肠道肿瘤侵袭转移的影响和潜在机制。NLRP3(nucleotide-binding domain leucine-rich repeat containing receptor, pyrin domain-containing 3)炎症小体在代谢性疾病的发生发展中起着重要的作用,可能是炎症和糖尿病等代谢疾病之间的纽带。本研究通过在体和离体两方面实验证明AGEs导致小鼠胰岛β细胞结构和功能损伤与激活NLRP3炎症小体有关,NLRP3基因敲除能够显著改善Gly–AGEs诱导的胰岛β细胞损害。相关作用机制简述如下:AGEs结合巨噬细胞上的RAGE受体后诱导氧化应激,产生ROS激活NLRP3炎症小体,分泌IL-1β;AGEs和IL-1β通过上调MCP-1表达促进巨噬细胞浸润进入胰岛中;巨噬细胞释放增多的IL-1β可损伤胰岛中的β细胞。我们的研究为糖尿病患者β细胞保护开辟了新的思路,即通过对NLRP3通路的特异性抑制,改善AGEs导致的胰岛β细胞损伤。Sp1被认为是一个综合性的转录因子,参与调节众多看家基因的表达。我们的研究表明AGEs与RAGE的结合调控Sp1的表达,而Sp1介导AGEs/RAGE依赖的信号通路。AGEs/RAGE/ERK/Sp1/MMP2信号通路会促进大肠癌细胞的侵袭和转移。这些研究结果或许能为以AGEs/RAGE轴为靶点的新的临床治疗策略的提出提供一定的理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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