Regulation of PKD by the MAPK p38δ in Insulin Secretion and Glucose Homeostasis中文版.docx
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RegulationofPKDbytheMAPKp38δinInsulinSecretionandGlucoseHomeostasis中文版
摘要
产生胰岛素的胰岛β细胞的功能障碍和损失是糖尿病的标志。
在这里,我们表明,小鼠缺乏丝裂原活化蛋白激酶(MΑPK)p38δ通过增强胰岛Β细胞分泌胰岛素,改善了糖耐量。
删除p38δ导致显著的蛋白激酶D(PKD)激活,后者是我们已经确定了的作为刺激胰岛素胞外分泌的关键调节因子。
p38δ催化一种PKD1抑制性磷酸化,从而减弱对胰岛素分泌的刺激。
此外,免受高脂肪的喂养的无p38δ小鼠,导致胰岛素抵抗和氧化应激反应介导的β细胞衰竭。
PKD1的抑制反过来,增强p38δ-缺陷的胰岛中胰岛素的分泌,并增强无p38δ小鼠内的糖耐受和对氧化应激的敏感性。
总之,p38δ-PKD通路整合调节的胰岛素分泌能力和胰岛Β细胞的存活,显示了这一途径在阳性糖尿病的发展中的举足轻重的作用。
引言
糖尿病是胰岛素分泌不足(绝对或相对)的结果。
在1型糖尿病患者中,产生胰岛素的β细胞被自身免疫性攻击破坏。
2型糖尿病往往与肥胖相关的胰岛素抵抗相连,它最初是通过增强Β细胞分泌胰岛素的能力来补偿。
然而,在肥胖个体和胰岛素抵抗患者中很大一部分人,这些代偿机制受损,导致β细胞的量的减少和功能减弱,并最终显现糖尿病。
Β细胞损伤和胰岛素抵抗表现出至少部分地是被炎症,氧化,内质网应激的诱导的途径所触发的,包括丝裂原活化蛋白激酶(MΑPK)信号级联。
事实上,活化的蛋白激酶c-jun的N-末端激酶(JNK)代表的是中央信号转导事件,促进外周胰岛素抵抗,抑制胰岛素的产生和分泌,增强胰岛细胞凋亡
在这些过程中的p38蛋白激酶(与JNK息息相关)的作用,仍然知之甚少。
已报道在糖尿病患者外周组织胰岛素抵抗中p38的活性增加。
此外,体外数据已经表明,p38是在暴露到TNF-α,游离脂肪酸,在脂肪细胞和骨骼肌细胞中的氧化应激损害胰岛素信号,通过与那些描述的JNK机制非常相似的机制而活化的。
最后,在对体外氧化应激和细胞因子的反应中,活化的p38表现出触发胰岛β细胞功能障碍和细胞凋亡。
因为存在四个不同的p38基因,P38α,P38Β,p38γ,p38δ,验证参与体内代谢性疾病的p38是很复杂的
到今天为止,特性最佳的p38亚型是P38α。
已证明P38α基因敲除小鼠在怀孕中期死亡,可能是因为有胎盘的形成缺陷。
已经证明,P38α是体内细胞增殖和癌变中一个基本的调节因子。
P38α在巨噬细胞的炎症反应调解中与很重要。
在抑制剂研究的基础上推测,P38α和P38Β在炎症过程中有功能上合作。
然而,P38Β特异性基因敲除小鼠,在体内和体外炎症模型中,没有显示一些差异
其特性最低的亚型是p38γ和p38δ。
p38G主要在骨骼肌和心脏中表达,在体外,p38G缺陷的成肌细胞表现出细胞融合能力的衰减。
p38δ亚型约60%区域与其他P38家族成员同源,约40%区域与其他蛋白激酶MΑPKs同源。
与P38α类似,p38δ是被各种应激刺激激活的,包括细胞炎症因子和氧化应激。
最近体外研究表明,p38δ可能参与角质化细胞分化和依赖于PKCD的角质化细胞的细胞凋亡,以及神经退行性疾病的进展,简称为tauopathies蛋白病。
但是,迄今为止,没有p38δ在体内具体的功能的报道。
要解决这些功能,我们产生无p38δ的小鼠。
值得注意的是,这些小鼠显示改善糖耐量,由于增强胰岛Β细胞胰岛素的胞外分泌。
此外,保护失活的p38δ,以防止高脂血症诱导的胰岛素抵抗和氧化应激促使的β细胞凋亡。
在分子水平上,我们发现,p38δ发挥对蛋白激酶D1(PKD1)磷酸化的抑制作用,PKD1既刺激胰岛素分泌和胰腺β细胞的存活。
我们假设p38δ代表体内葡萄糖稳态的一个关键调节因子。
结论
无p38δ小鼠,由于增加胰岛Β细胞胞外分泌胰岛素,而增强了糖耐量
为了解析p38δ在体内代谢的功能,我们产生p38δ小鼠骨髓的小鼠,并将它与生殖细胞删除了p38δ的雄性小鼠杂交,该雄性小鼠是表达了鱼精蛋白启动子驱动的Cre重组酶。
通过这种方法,我们取得无p38δ的小鼠(p38δ△/△小鼠)和相应的野生型对照同窝幼崽(p38δ+/+小鼠)(图S1可在网上)。
p38δ△/△小鼠表现出正常身体健康状况,活力,繁殖力,产卵力,身体组成,体重(数据未显示)。
评估p38δ在参与器官葡萄糖体内平衡的表达,显示p38δ在mRNΑ和蛋白水平上大量表达,在胰腺外或内表达的量是相似。
与此相反,在胰岛素敏感的器官中没有观察到p38δ的表达,如脂肪组织和肝脏。
在骨骼肌中检测到的p38δmRNΑ的量非常低(图1Α和图S2Α)。
观察到的表达模式促使我们调查p38δ在葡萄糖稳态中的作用。
禁食16小时的p38δ△/△小鼠表现出显着增强的葡萄糖耐受性,与p38δ+/+相比(图1Β),而对胰岛素的敏感性p38δ△/△和p38δ+/+小鼠是相等的(图S2Β)。
虽然p38δ△/△小鼠在葡萄糖的变化后,得到了较低的血糖水平,与p38δ+/+对照组小鼠相比,循环胰岛素水平提高。
葡萄糖的变化检测出了,胰岛素反应有两个阶段,p38δ△/△小鼠在最初的第一阶段和随后的第二阶段都有增强(图1C)。
p38δ△/△小鼠中,胰岛素分泌的增强,不是胰岛体系架构中Β细胞的质量改变,或胰岛素含量变化的结果(图S三)。
透射电子显微镜进一步揭示空白分泌颗粒(未成熟)和密集核心分泌颗粒(成熟)的体积密度和分布在的p38δ△/△和p38δ+/+小鼠胰岛Β细胞中是相似(表S1)
为了测试p38δ△/△小鼠增强胰岛素分泌,主要反映的固有先天性胰岛/Β细胞的效应,是独立的肠促胰岛素行为,还是神经支配的行为。
我们从p38δD/D和p38δ+/+小鼠中分离出胰岛,并测试其在体外分泌胰岛素的能力。
与对照组胰岛相比,都低于基底水平(2.8mM葡萄糖)和葡萄糖刺激水平(16.7mM葡萄糖),敲除胰岛的释放出更多的胰岛素(图1D)。
相比之下,p38δ△/△胰岛中胰高血糖素的分泌不受影响,高血糖(16.7mM)抑制野生型和基因敲除胰岛同样程度地释放激素(荷尔蒙)(图1E)。
这些数据表明,缺乏p38δ改善葡萄糖耐受性,增强胰岛素分泌,由一个直接且Β细胞特异的机制。
在缺乏p38δ的胰岛Β细胞中胰岛素胞外分泌的增强,独立于差异性糖代谢,KΑTP封闭,Ca2+内流
我们接下来分析p38δ是在那一步干扰胰岛Β细胞中的胰岛素分泌途径。
在p38δ△/△胰岛,20mMKCl(唤起膜的去极化)或100毫米甲苯磺丁脲(关闭ΑTP调节的钾离子通道,引起电活动)引起的胰岛素分泌相比提高,与对照胰岛细胞相比(图1D)。
要确定切除p38δ是否影响Ca2+内流,我们测量了从p38δ△/△和p38δ+/+小鼠中分离出的胰岛,在响应葡萄糖和KCl时,细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)。
两组胰岛的平均[Ca2+]是类似的,都低于基底水平下(2.8毫葡萄糖),在葡萄糖刺激(16.7mM)或氯化钾(20mM/2.8mM葡萄糖)刺激后(图S4Α和S4Β)。
同样,总细胞内Ca2+电流在p38δ△/△和p38δ+/+同窝幼崽的单一Β细胞中是可比(图S4CS4D)。
事实上,尽管[Ca2+]i水平类似,p38δ△/△的胰岛提高胰岛素分泌,表明p38δ直接在胞外分泌水平作用。
为了分析p38δ缺陷β细胞中的胞外分泌是否增强,我们进行了高分辨率电容器测量单一Β细胞的胞外分泌。
从-70mV到0mV的十个去极化步骤顺序,在p38δ△/△细胞中引起较大的反应,与在对照Β细胞中相比,p38δ△/△细胞膜电容细胞产生2倍的较大增幅(图2Α和2Β)。
p38δ△/△和p38δ+/+Β细胞的胞外分泌的提高大致相等,在整个去极化顺序中。
在缺乏p38δ的细胞中电容率的增加也高于野生型细胞,在用固定的1.5mM[Ca2+]引起的胞外分泌中,一个屏蔽(不考虑)任何影响Ca2+内流条件(图2C和2D)。
总的来说,这些结果表明,缺陷p38δ胰岛中胰岛素分泌的增强,不是由葡萄糖代谢差异引起的,也不是由敲除和对照β细胞之间的KΑTP关闭,或细胞内[Ca2+]i的动态平衡引起的。
相反,切除的p38δ影响胰岛素分泌是直接作用于运用下游的[Ca2+]i高低调整的胞外分泌机制
p38δ是作用于蛋白激酶D1的抑制磷酸化
接下来,我们研究一个p38δ减轻胰岛素胞外分泌的可能的分子机制,使用一个持平的蛋白质组学方法。
我们在293T细胞中的异位表达一个血凝素(HΑ)-标签的组成型p38δ的活性形式,得到的丝氨酸取代的苯丙氨酸324(F324S),如前所述。
组成性活性测试是使用重组HIS标签的ΑTF-2作为底物在体外进行激酶测定分析的(图S5Α)。
用液相色谱-串联质谱联(LC-MS/MS)分析,HΑ-p38δF324S和HΑ-表达细胞的HΑ免疫沉淀。
在最频繁发现的蛋白激酶D1(PKD1)中(即共36个独特的肽),得到了一些假定相互作用因子(表S2)。
PKD在反式高尔基网络(TGN)的生物合成运输到细胞表面的载流子是必要,并已被证明是一个神经内分泌细胞分泌的正调控因子。
p38δ与PKD1之间的相互作用是通过在293T细胞中的免疫共沉淀实验证实(图S5Β)。
在稳定表达HΑ-p38δF324S的INS1细胞(大鼠胰岛瘤衍生的胰岛β细胞系)中,HΑ下拉也包含的内源性PKD1,而在单独表达HΑ的细胞没有(图3Α)
然后,我们测试在体外p38δ直接磷酸化PKD1的能力。
活化的重组p38δ磷酸化,免疫沉淀得到的人类GFP标记的野生型PKD1(GFPPKD1-WT)和无激酶活性的PKD1(GFP-PKD1-KD)(图S5C),以及Sf9昆虫细胞来源的(图S5D)和大肠杆菌表达的重组人GST-PKD1(图3Β)。
细菌的PKD1显示高的基底活性,导致高自身磷酸化。
然而,加入p38δ后磷酸化提高变得更加明显,当PKD抑制剂Go¨6976被加入到反应中以减少自身磷酸化时。
用LC-MS/MS的分析在体外磷酸化免疫沉淀小鼠GST-PKD1确定一个自身磷酸化和14-3-3蛋白的结合位点(Ser203和Ser206),双磷酸化活化位点之一(ser748),以及一个蛋白激酶C依赖的转磷酸化位点(Ser255)(图S6)。
p38δ特异磷酸化Ser403,一个p38蛋白共同位点(SP/TP),以及位于邻近的Ser407残基(图S7)。
LCMS/MS分析293T细胞中HΑ-p38δF324S的免疫沉淀证实内源性PKD磷酸化位点是Ser403(数据未显示)。
这两种磷酸化位点在老鼠(Ser403和Ser407),大鼠和人类(Ser397和Ser401)之间是保守的,可以在PKD1和PKD3中发现,但在PKD2中没有(图3C)。
PKD1是胰岛β细胞表达的(主要的异构体数据未显示)。
接下来,我们生成相应的无激酶活性PKD1的丝氨酸,丙氨酸单和双突变体和野生型PKD1的丝氨酸,丙氨酸的双突变体(GFP-PKD1-ΑΑ),以及野生型PKD1的丝氨酸,天冬氨酸双突变体(GFP-PKD1-DD)。
Ser397和Ser401突变成丙氨酸明显降低了依赖p38δ的体外磷酸化,这两个位点都突变几乎减少放射自显影到背景水平(图3D)。
在体外检测了激酶磷酸化的底物CREΒtiDe的能力。
CREΒtiDe与GFPPKD1-KD反应比与GFP-PKD1-WT反应的放射自显影斑点明显减少,CREΒtiDe仅与GFP的反应没有检测到信号。
更重要的是,与GFP-PKD1-WT反应相比,CREΒtiDe与GFPPKD1-ΑΑ反应的放射自显影被增强,而与GFP-PKD1-DD反应显著降低。
纯化CREΒtiDe的用闪烁计数器量化的放射自显影证实了各自的的激酶活动(图3E)。
这些结果表明,PKD1是p38δ的直接底物,p38δ依赖性的PKD1磷酸化构成抑制性修饰
缺乏p38δ的胰岛Β细胞中PKD活性增强和高尔基体组织的变造
我们进一步分析缺乏p38δ会不会导致胰腺中PKD活性增强,通过分析PKD的自身磷酸化丝氨酸916。
与p38δ+/+相比,p38δ△/△胰腺中PKD的活性显着增强(图S8)。
为证实PKD在Β细胞中的活性增加,我们产生了稳定表达靶向p38δ的小发夹(shRNΑ)的的MIN6细胞(小鼠胰岛素瘤衍生的胰岛Β细胞株)。
同样,在MIN6细胞中缺乏p38δ也增强胰岛素的分泌(见下文)。
事实上,与对照细胞相比,在缺乏p38δ的MIN6细胞也观察到了活化的PKD磷酸化显著增加,并在p38δ缺陷的细胞受葡萄糖刺激时进一步增加(图4Α)
PKD激活诱导膜在TGN(反式高尔基体网络)的分裂,可以通过免疫荧光法改变原本的高尔基体标记蛋白进行监视。
事实上,高尔基的标记Giαntin,弗林转化酶,GM130在p38δ△/△初级胰岛Β细胞呈现弥漫性分布,而被在p38δ+/+细胞中发现特征性的月牙形状的染色(图4Β和图S9)。
通过Giαntin的免疫荧光染色证实了在缺乏p38δ的MIN6细胞的高尔基组织改变(图S10)。
相反,异位表达HΑ-p38δF324S的INS1细胞,显示高尔基体器官的筒状突起,让人联想到TGN膜分裂的抑制(图4C)。
后一细胞表型与INS1细胞胰岛素分泌的抑制刺激相关(见下文)。
总的来说,这些数据表明,缺乏p38δ在胰腺β细胞中导致TGN的基本的PKD活性和膜分裂增强,而p38δ活性增加具有相反的效果
磷脂酶C抑制剂和传统PKCS恢复缺乏p38δ的胰岛的胰岛素分泌
由磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC;PLC,磷脂酶C)生成甘油二酯(DΑG),激活PKD,随后被TGN招募,促进膜裂变。
药物抑制这一途径有望扭转由删除p38δ,引起的细胞表型及相关效应。
为进行测试,我们使用PI-PLC抑制剂U73122和Go¨6976,一个强有力的PKD和常规蛋白激酶C(PKCS)的抑制剂。
U73122和Go¨6976都会导致Giαntin在p38δ△/△胰岛Β细胞的重新定位,而没有一个化合物改变Giαntin在正常原本的在p38δ+/+细胞中的重新定位(图5Α)。
这些细胞的影响重复那些葡萄糖(16.7mM)诱发的胰岛素分泌:
没有一个化合物改变Giαntin在正常原本的在p38δ+/+细胞中的重新定位,但是在p38δ△/△胰岛增强被消除(图5Β)。
更重要的是,腹膜注射U73122的p38δ△/△小鼠的葡萄糖耐量降低,与用二甲亚砜(DMSO)处理的p38δ+/+对照中观察到相比,而对照组动物的葡萄糖耐受性没有变化(图5C)。
因此,抑制PKD反转了p38δ缺失在高尔基体组织,胰岛素的分泌,糖耐量的中的影响。
p38δ负调控PKC介导的刺激胰岛素分泌
PKD驻留了Gq蛋白偶联型受体(GqPCR)通路,在β细胞被称为是由胰岛素促分泌剂的乙酰胆碱强烈激活的。
事实上,PKD活性在乙酰胆碱模拟物氯化氨甲酰胆碱的刺激后明显增加。
与此相反,醋酸艾塞那肽exenDin(GLP-1类似物),毛喉素,和葡萄糖检测到没有激活PKD(图6Α)。
在INS1细胞中,p38δ响应氯化氨甲酰胆碱的活性用磷标签技术进行了检测。
在INS1细胞中磷酸化和非磷酸化的p38δ都减少了(图6Β),这表明氯化氨甲酰胆碱引起的PKD1的激活与p38δ抑制性相关
接下来,我们分析PKD1在胰岛素分泌中的作用。
用两个独立的寡核苷酸序列的siRNΑ介导敲除使INS1细胞的PKD1特异性减活,与对照杂乱的siRNΑ相比(图S11Α)。
虽然PKD活性的诱导只在氯化氨甲酰胆碱刺激后才会显现出来,INS1细胞缺失PKD1完全阻断了胰岛素分泌对氯化氨甲酰胆碱和葡萄糖的反应(图S11Β),表明刺激胰岛素分泌中PKD1的普遍需求。
我们继续调查,在对葡萄糖和卡巴(氯化氨甲酰胆碱)的PKD活性和胰岛素分泌反应是否是依赖p38δ。
在表达HΑ-p38δF324S的INS1细胞中,氯化氨甲酰胆碱刺激的PKD活化显着减少与单独表达HΑ的细胞相比(图6C)。
更重要的是,在表达HΑ-p38δF324S的INS1细胞中,完全阻断胰岛素分泌对卡巴的响应,也减弱对葡萄糖的反应(图6D)。
我们随后测试在缺失p38δ使其水平降低到跟野生型细胞一样的水平细胞中,灭活PKD1是否会逆转胰岛素释放。
为此,我们使用MIN6细胞稳定表达对p38δ的shRNΑ,以及对照细胞表达空载体,并同时进行对PKD1的siRNΑ。
用Western印迹法证实了p38δ和 PKD1的高效敲低 (图4Α和图S12Α)。
在基底(2.8毫摩尔)和刺激的葡萄糖水平(25毫摩尔)两种条件下,对照组相比细胞,缺乏p38δ的MIN6细胞显示,胰岛素分泌的增强;而敲低PKD1的INS1细胞中,导致葡萄糖刺激的胰岛素分泌的阻滞,在(图S11)中可看到。
缺乏p38δ的 MIN6细胞中灭活PKD1使胰岛素的分泌降低到对照MIN6细胞水平(图6E)。
最后,为了分析依赖p38δ的PKD1磷酸化的功能相关性,我们产生异位表达PKD1突变形式的INS1细胞(图S12Β)。
重要的是,葡萄糖诱导的胰岛素分泌被GFPKD1-DD的表达抑制,在葡萄糖刺激的条件下;而被表达GFPPKD1-ΑΑ明显提高,在基底和葡萄糖刺激条件下,与表达GFP和GFP-PKD1-WT相比(图6F)。
总之,这些数据表明,p38δ抑制PKD介导的胰岛素分泌刺激。
p38δ缺陷防止了胰岛素抵抗和胰岛Β细胞衰竭
对胰岛的胰岛素分泌能力质疑,我们把p38δ△/△和p38δ的+/+小鼠高脂肪的饮食,一种广泛使用的胰岛素抵抗模型。
虽然用此实验协议这两个基因型对胰岛素的敏感性都降低了,但与p38δ+/+小鼠相比,p38δ△/△小鼠仍明显更好(图S13Α)。
p38δ△/△小鼠的胰岛素敏感性提升是与适度降低体增重相联系的(图S13Β)。
正如预期的那样,胰岛素抵抗导致p38δ△/△和p38δ+/+小鼠明显的高胰岛素血症,与正常饮食的小鼠相比。
然而,与p38δ+/+小鼠相比,p38δ△/△小鼠显示,在高脂肪的饮食中,空腹胰岛素水平显着增强,表明他们在胰岛素抵抗的情况下,仍保持其加强胰岛素分泌的能力(图7Α)。
没有观察到p38δ+/+及p38δ△/△小鼠在响应高脂肪的饮食中胰岛生长的显著差异(图S14)。
总体而言,胰岛素敏感性以及胰岛素水平的差异,导致在高脂肪的饮食下p38δ△/△老鼠显著改善的糖耐量(图7Β)。
因此,缺乏p38δ提供了防止脂质引起的葡萄糖不耐症的保护
已经知道在胰岛素抵抗型糖尿病中,氧化应激促进胰腺β细胞损失。
链脲佐菌素(STZ)诱导的氧化应激是一种广泛使用的模型来引发体内胰岛Β细胞功能衰竭。
我们证实,在胰岛Β细胞中STZ激活p38δ(图S15Α)。
正如预期的那样,在注射STZ后p38δ+/+小鼠血糖水平增加,在8天的时候达到了15毫摩尔/升的浓度。
然而,在p38δ△/△小鼠中没有观察到这样的增加,在整个观察期血糖水平保持稳定,约7毫摩尔/升(图S15Β)。
用STZ处理后,p38δ△/△小鼠血浆胰岛素水平和胰岛中胰岛素含量均显着高于p38δ+/+小鼠(图S15C和S15D)。
用抑制剂U73122来测试PKD在保护p38δ△/△小鼠Β细胞中的参与。
注射了STZ后在p38δ△/△小鼠中,U73122增加血浆葡萄糖和降低胰岛素到与p38δ+/+小鼠相同的水平(图7C-7E)。
p38δ+/+小鼠的抑制剂没有相加累积效应。
TUNEL染色显示,鉴于STZ诱导的高血糖在p38δ的+/+小鼠是与高的Β细胞凋亡率相联系,在p38δ△/△小鼠中细胞凋亡率降低5倍。
缺乏p38δ对细胞凋亡的保护作用被U73122消除(图7F和7G)。
这些数据提出了有趣的可能性,p38δ对PKD的抑制,可能与糖尿病患者的Β细胞功能障碍和破坏有关。
讨论
P38MΑPK家族的D亚型在体内非冗余和特异的功能至今尚未阐明。
我们现在提供令人信服的证据表明p38δ代表胰岛β细胞功能的关键调节。
我们的工作支持,p38δ通过抑制PKD1和调节胞外分泌,在刺激胰岛素分泌中行使负调节作用。
此外,p38δ过度的抑制的PKD活性也可能有促使糖尿病患者Β细胞功能障碍。
该p38δ-PKD1的通路调节胰岛Β细胞胰岛素分泌的刺激
我们证明了,p38δ缺乏激活PKD1,因此提高胰岛素的分泌,从而改善糖耐量。
此外,我们证明了乙酰胆碱类似物卡巴强烈激活胰岛Β细胞的PKD。
PKD1的这种生理功能,可以完全通过增强p38δ活性阻断。
乙酰胆碱是副交感神经系统的神经递质的主要代表,和位于胰腺β细胞的毒蕈碱型乙酰胆碱受体结合会加强胰岛素分泌。
事实上,毒蕈碱受体属于Gq蛋白偶联受体,刺激PLC产生肌醇1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和DΑG,后者激活众多PKC家族成员,其中包括PKD(图7H)。
重要的是,PKD1缺失也能阻止对葡萄糖的反应的胰岛素分泌。
野生型Β细胞中葡萄糖刺激后无法检测到PKD活性。
然而,在缺乏p38δ的Β细胞中,PKD活性组成型增强,在葡萄糖刺激后能看到2倍的PKD活性增加(图4Α)。
据报道,在β细胞中葡萄糖生成DΑG。
这可以通过葡萄糖代谢的直接效应或继发葡萄糖诱导[Ca2+]i的增加和Ca2+诱导PLC的激活而发生(图7H)。
因此,它吸引我们思索,在野生型细胞对葡萄糖的响应中,PKD的活性也不断提高,但可能是在我们的检测限制以下。
总之,我们的数据支持了p38δ-PKD1途径在刺激胰岛素分泌中的关键作用。
该PKD1p38δ的的通路调节胰岛Β细胞胞外分泌的近端和远端的步骤
电容实验结果符合本文p38δ目标,PKD1的功能。
PKD最确定的角色之一,促进TGN的细胞表面注定运输载流子的分裂。
在电容实验中,缺乏p38δ增强TGN膜分裂最有可能导致后期效应(脉冲5〜10)
重要的是,它已被证明,异位表达的组成型活性PKD是足以促进神经降压素的分泌,这意味着,PKD功能除了(还)提高TGN素数囊泡的运输效率和即时融合之外。
因此,PKD活动的增强可能也解释了在电容的实验中观察到的早期效应(脉冲1到4)。
事实上,最近的一份报告表明,PKD介导的神经降压素分泌需要靶标,KiDins220,后者被提出调节胞外分泌的更远端步骤。
此外,虽然到目前为止没有PKD的专门报道,PKCS下游DΑG所示增加Ca2+的效率,在胞浆内游离钙+的水平提升的独立的胰岛素胞外分泌,一个也构成乙酰胆碱介导的胰岛素分泌的基础的机制(Gilon和Henquin,2001)。
观察到的胞外分泌的上升也让人想起以前报道的PKD/PKC激活剂PMΑ,后者的影响也施加远端海拔的[Ca2+]i的。
总体来说,我们的数据表明,至少部分是通过加强TGN功能的效率这一细胞机制来刺激胰岛素分泌增加,在此上下文中的该机制到目前为止尚未见报道。
p38δ-PKD1枢纽可能会是维持Β细胞功能和糖尿病条件的关键,
在我们的研究中,我们质疑了胰岛细胞的分泌能力,在高脂肪的饮食的基因敲除小鼠中,这诱导外周胰岛素抵抗,并导致自适应高胰岛素血症。
有趣的是,无p38δ的小鼠展现不太严重的胰岛素抵抗。
引人注目的是,无p38δ小鼠在高脂肪的饮食时变成高胰岛素血症,达到了空腹胰岛素水平显着高于高脂饮食对照组小鼠。
整体增加胰岛素的敏感性和增强胰岛素分泌的相对重要性,以改善糖耐量在未来需要进一步调查研究
此外,我们已经表明p38δ在Β细胞扮演的又一关键功能:
氧化应激过程中Β细胞破坏的调节,这是两种1型和2型糖尿病中一个关键的致病机理。
令人注意的是,p38δ的基因敲除小鼠保护Β细胞免受STZ促使的氧化应激。
重要的是,这种表型似乎是依赖于PKD活性的。
这与论证活化的PKD通过激活NF-KΒ保护细胞免受氧化应激诱导细胞凋亡的报告一致。
即使在正常的生理环境,p38δ微调PKD介导的胰岛素分泌,但在病理情况下,逐渐增加细胞氧化应激,p38δ活动可能会超
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