FoxO1与2型糖尿病关系的研究进展

转录因子是控制基因表达的一类蛋白质分子，对机体组织器官的发育、分化、代谢等起重要调控作用。近年来国内外大量研究表明转录因子FoxO1与胰岛素抵抗、胰岛β细胞功能缺陷、2型糖尿病等密切相关。本文旨在阐述FoxO1与2型糖尿病关系的研究进展。     

叉头转录因子FoxO1对β细胞生物学作用的研究进展

FoxO转录因子是Forkhead蛋白大家族的一个亚群,从蠕虫到人均有表达.在哺乳动物细胞中由四个截然不同的基因编码组成:FoxO1(早以FKHR命名),FoxO3(早以FKHRL1命名),FoxO4(早以Afx命名)和FoxO6.在人类的4个同源基因中包括FoxO1、FoxO2、FoxO3a和FoxO4[1,2].FoxO1在小鼠及人的胰岛β细胞中呈高特异性表达,其中FoxO3呈低水平表达,FoxO4基本检测不到[3,4].FoxO蛋白质通过丝氨酸或苏氨酸以及赖氨酸残基的磷酸化和乙酰化等后转录修饰后而发挥作用[5].FoxO家族的转录因子穿梭于细胞核内外,在机体细胞的增殖、凋亡、分化和抵抗氧化应激方面发挥重要作用[6].     

Twist1在心脏瓣膜发育与疾病中的研究进展

Twist1属于碱性螺旋-环-螺旋结构转录因子家族,在胚胎中胚层形成和分化中起重要调控作用,与多个器官发育相关.在心脏瓣膜发育中,作为转录因子,Twist1可以促进细胞增殖、迁移及细胞外基质相关基因的表达.Twist1亦可通过作用于其他转录因子,调控相关基因表达.人类病变主动脉瓣膜中其表达可能升高,但这是对瓣膜修复的保护性机制还是导致瓣膜钙化的病理因素,目前尚不明确.     

microRNA与胰腺发育以及干细胞分化的研究进展

microRNA(miRNA)是一类参与基因转录后调控的非编码小分子RNA,其在胚胎发育、细胞命运决定、生长调控等方面发挥重要作用.业已证实,一些特定的miRNA通过靶向调控某些胰腺发育相关的重要转录因子而参与胰腺胚胎发育过程.通过模拟体内胰岛发育过程,可将干细胞在体外诱导定向分化为胰岛素分泌细胞.此外,miRNA在干细胞的维持和分化中也可能具有调控作用.因此,miRNA在胰腺发育和干细胞分化中的作用及其机制值得深入研究,这将为胰岛功能重建治疗糖尿病策略提供新的思路.     

FoxO1基因沉默对胰岛素抵抗细胞葡萄糖消耗的影响及其机制

目的 探讨抑制叉头状转录因子O1(FoxO1)基因表达对胰岛素抵抗HepG-2细胞葡萄糖消耗的影响及可能机制.方法 构建针对转录因子FoxO1 mRNA特异性的携带红色荧光标记的siRNA载体,并测序鉴定.高浓度(10-6mol/L)胰岛素诱导24 h建立胰岛素抵抗细胞模型.实验共分4组:A组为普通培养基培养的细胞组;B组为未处理胰岛索抵抗细胞组;C组为转染FOxO1 siRNA载体的胰岛素抵抗细胞组;D组为以转染试剂为对照的胰岛素抵抗细胞组.转染后荧光显微镜下观察红色荧光的表达;葡萄糖氧化酶法检测各组细胞葡萄糖的消耗;RT-PCR技术检测FOxO1 mRNA表达;Western印迹和免疫沉淀技术检测胰岛素受体底物2(IRS-2)蛋白表达及酪氨酸磷酸化水平.结果 经测序,成功构建了FoxO1 siRNA 载体.在转染后48 h,细胞内红色荧光表达最强.此时,与A组比较,B组葡萄糖消耗量降低(P<0.01),FoxO1 mRNA表达增强(P<0.05),IRS-2蛋白表达无显著性差别(P>0.05),但其酪氨酸磷酸化明显降低(P0.05).结论 抑制FoxO1基因在胰岛素抵抗细胞中的高表达,可改善胰岛素敏感性,其机制可能是通过反馈调节IRS-2蛋白酪氨酸磷酸化,增强胰岛素信号转导.     

FoxO1基因沉默对胰岛素抵抗细胞葡萄糖消耗的影响及其机制

目的 探讨抑制叉头状转录因子O1(FoxO1)基因表达对胰岛素抵抗HepG-2细胞葡萄糖消耗的影响及可能机制.方法 构建针对转录因子FoxO1 mRNA特异性的携带红色荧光标记的siRNA载体,并测序鉴定.高浓度(10-6mol/L)胰岛素诱导24 h建立胰岛素抵抗细胞模型.实验共分4组:A组为普通培养基培养的细胞组;B组为未处理胰岛索抵抗细胞组;C组为转染FOxO1 siRNA载体的胰岛素抵抗细胞组;D组为以转染试剂为对照的胰岛素抵抗细胞组.转染后荧光显微镜下观察红色荧光的表达;葡萄糖氧化酶法检测各组细胞葡萄糖的消耗;RT-PCR技术检测FOxO1 mRNA表达;Western印迹和免疫沉淀技术检测胰岛素受体底物2(IRS-2)蛋白表达及酪氨酸磷酸化水平.结果 经测序,成功构建了FoxO1 siRNA 载体.在转染后48 h,细胞内红色荧光表达最强.此时,与A组比较,B组葡萄糖消耗量降低(P<0.01),FoxO1 mRNA表达增强(P<0.05),IRS-2蛋白表达无显著性差别(P>0.05),但其酪氨酸磷酸化明显降低(P0.05).结论 抑制FoxO1基因在胰岛素抵抗细胞中的高表达,可改善胰岛素敏感性,其机制可能是通过反馈调节IRS-2蛋白酪氨酸磷酸化,增强胰岛素信号转导.     

FoxO1基因沉默对胰岛素抵抗细胞葡萄糖消耗的影响及其机制

目的 探讨抑制叉头状转录因子O1(FoxO1)基因表达对胰岛素抵抗HepG-2细胞葡萄糖消耗的影响及可能机制.方法 构建针对转录因子FoxO1 mRNA特异性的携带红色荧光标记的siRNA载体,并测序鉴定.高浓度(10-6mol/L)胰岛素诱导24 h建立胰岛素抵抗细胞模型.实验共分4组:A组为普通培养基培养的细胞组;B组为未处理胰岛索抵抗细胞组;C组为转染FOxO1 siRNA载体的胰岛素抵抗细胞组;D组为以转染试剂为对照的胰岛素抵抗细胞组.转染后荧光显微镜下观察红色荧光的表达;葡萄糖氧化酶法检测各组细胞葡萄糖的消耗;RT-PCR技术检测FOxO1 mRNA表达;Western印迹和免疫沉淀技术检测胰岛素受体底物2(IRS-2)蛋白表达及酪氨酸磷酸化水平.结果 经测序,成功构建了FoxO1 siRNA 载体.在转染后48 h,细胞内红色荧光表达最强.此时,与A组比较,B组葡萄糖消耗量降低(P<0.01),FoxO1 mRNA表达增强(P<0.05),IRS-2蛋白表达无显著性差别(P>0.05),但其酪氨酸磷酸化明显降低(P0.05).结论 抑制FoxO1基因在胰岛素抵抗细胞中的高表达,可改善胰岛素敏感性,其机制可能是通过反馈调节IRS-2蛋白酪氨酸磷酸化,增强胰岛素信号转导.     

2型糖尿病的胰岛β细胞衰竭新机制——胰岛β细胞去分化

T2DM是以IR和胰岛β细胞功能衰竭为主要病理生理基础的慢性代谢性疾病。胰岛β细胞凋亡增加和去分化均是导致胰岛β细胞功能衰竭的机制。但近年来研究显示,胰岛β细胞去分化可能较细胞凋亡在T2DM中更为重要。叉头框转录因子O亚族1(FoxO1)缺乏是导致胰岛β细胞去分化主要原因。而进一步研究发现,胰岛β细胞去分化的过程是可逆的,这为预防和治疗T2DM提供更多的思路和可能。     

干扰素γ促进胰岛β细胞中白细胞介素18和白细胞介素1β转换酶的表达

目的：探讨白细胞介素18（IL－18）和IL－1β转换酶（caspase-1 )在胰岛β细胞的表达状况及其调控机制。方法：大鼠胰岛素瘤（RIN）细胞，FACS纯化的大鼠胰岛β细胞，大鼠离体胰岛和干扰素调节因子1（IRF－1）基因敲除小鼠的离体胰岛与细胞因子孵育后，用逆转录－聚合酶链反应（RT－PCR）方法检测IL－18和caspase-1 mRNA的表达，用Western blot方法检测IL－18蛋白的表达。结果：（1）干扰素γ（IFN-γ）可增强IL－18mRNA在RIN细胞，纯化大鼠β细胞和大离体胰岛中的表达，该效应在IRF－1基因敲除小鼠胰岛中未见明显变化，（2）IFN-γ显著增强caspase-1mRNA在RIN细胞和大鼠离体胰岛中的表达，该效应在IRF－1基因敲除小鼠胰岛中完全消失；（3）在RIN细胞的培养上清液和细胞裂解物中未能检测到IL－18蛋白。结论：IFN-γ上调IL－18和caspase-1在胰岛β细胞中的表达，IL－18的表达不受转录因子IRF－1的影响，caspse-1的表达呈IRF－1依赖性。     

Nkx2-5与窦房结发育及相关转录调控因子

转录因子Nkx2-5与窦房结胚胎发育有关,同时与一系列转录调控因子如Tbx3、Shox2以及Isl1在胚胎发育过程中存在相互关系,微妙调控心脏发育分化。Nkx2-5可抑制Shox2、Tbx3和Isl1表达,Shox2和Tbx3亦可抑制Nkx2-5表达,其间关系复杂。深入了解转录因子与窦房结发育的关系对生物起搏的研究有重要的提示作用。     

胰岛ε细胞的研究进展

胰腺由外分泌组织和内分泌组织2个部分所组成,两者在机体能量平衡和营养代谢调节中发挥重要的作用．胰岛是胰腺组织中重要的内分泌功能单位,胰岛的发育和分化过程涉及一个复杂而精细的分子调控网络体系,其中包括许多转录因子的参与．经典的胰岛内分泌细胞包括α细胞、β细胞、δ细胞及PP细胞,分别产生胰升糖素、胰岛素、生长抑素及胰多肽(PP),各种胰岛细胞之间的相互调节在维持血糖稳态中具有重要的意义．表达ghrelin 的ε细胞是一种新近发现和命名的胰岛细胞类型．现着重对胰岛ε细胞的发现过程、形态学特点及生物学作用进行介绍．     

Akt/FoxO传导通路调节细胞凋亡作用的研究进展

Foxo转录因子是PKB／Akt的下游靶点。Akt调节细胞生存和增殖。Akt磷酸化Foxo抑制Fox0的转录功能,促进细胞生存、生长和增殖。在癌症中FoxO在不同的细胞信号通路中发挥重要作用。FoxO通过两个途径抑制凋亡信号,促进细胞生长,其包括线粒体靶点蛋白Bcll2家族的多种前凋亡成员的表达、死亡受体配体如Fas配体和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）的表达,或是增加各种细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白的水平。本文主要概括了Akt／FoxO调节细胞生长和生存的机制,以期为抗癌治疗提供新的可能。     

microRNA在胰腺发育及1型糖尿病中的研究进展

T1DM的发病机制至今尚未完全阐明,microRNA是一类在转录后水平上调控基因表达的小分子RNA。microRNA表达量或功能的变异参与调节胰岛β细胞的量和功能,与T1DM相关,本综述介绍microRNA在胰腺发育、胰岛素分泌及T1DM中的进展。     

心脏特异转录因子及其对心脏发育和心脏基因的调控

器官的形成需要器官特异细胞的定向分化及形态发育，这些都在特异基因的调控下完成。特异基因的表达由转录因子调控。心脏特异转录因子主要在心肌细胞表达，调节心脏特异基因表达，决定组织特异性，在心脏发育过程中起到了关键的作用。这些基因的突变会导致先天性心脏缺陷。我们感兴趣的是，这些转录因子以及它们所调控的心脏基因，在心脏发育中扮演了什么样的角色，这些基因的突变会有什么样的后果。本文主要综述了目前已经发现的一些转录因子在脊椎动物，尤其是小鼠和人类心脏发育的作用以及它们调控心脏基因表达的方式。     

同源域转录因子NK6同源盒1通过核受体亚家族4的A组孤儿核受体家族1和3调节胰岛β细胞增殖

功能性β细胞量的缺失足1型和2型糖尿病的特点,寻找恢复β-N胞的方法非常必要。同源域转录因子NK6同源盒1（Nkx6．1）是β细胞发育所必需的,Nkx6．1在大鼠胰岛细胞的过度表达可引起13细胞增殖,并增强葡萄糖刺激的胰岛素分泌,但Nkx6．1激活β细胞增殖的分子机制尚不清楚。     

大鼠胰岛B细胞长寿基因SIRT1与转录调节因子FOXO1表达及其相关性研究

目的探讨大鼠胰岛B细胞在衰老进程中长寿基因SIRT1与转录调节因子FOXO1表达的相关性。方法2005年10月至2006年10月,在汕头大学医学院第二附属医院将11只18月龄健康雄性SD大鼠随机分为热量限制(CR)组6只和正常喂养对照组5只,饲养6个月后取胰尾组织,应用免疫组化染色分别检测胰岛中SIRT1、FOXO1和胰岛素表达及分布,衰老相关β-半乳糖苷酶(β-Gal)染色以反映胰岛B细胞衰老情况。结果SIRT1与FOXO1均可表达于胰岛细胞胞浆、胞核中;β-Gal和胰岛素表达于细胞浆中;与对照组大鼠相比,CR组大鼠胰岛SIRT1表达量较多(P<0.05),衰老相关β-Gal染色强度较弱(P<0.01),胰岛素表达量较低(P<0.05),但FOXO1表达量差异无显著性意义(P>0.05),伴随着SIRT1表达增加,FOXO1胞核阳性率明显降低(P<0.01)。结论热量限制诱导了大鼠胰岛B细胞SIRT1蛋白高表达;SIRT1可能通过抑制FOXO1活性而调控胰岛B细胞的衰老,有利于2型糖尿病的防治。     

小泛素相关修饰物与1型糖尿病

小泛素相关修饰物作为一个表达于全身多个器官的蛋白质家族,可对胞内多种转录因子、酶、蛋白质进行翻译后修饰.生理状态下,小泛素相关修饰物与胰岛β细胞的发育、成熟以及胰岛素的分泌密切相关.同时,它通过抑制机体自身免疫反应,减少胰岛β细胞凋亡而减缓1型糖尿病的发生、发展.对此家族蛋白及其修饰过程的深入研究为治疗1型糖尿病提供新的思路.     

胚胎胰腺发育调控机制的研究进展

胰腺的发育过程可分为3个阶段:形态发生;内分泌和外分泌细胞的增殖和分化;功能细胞的成熟和完善。以前由于研究方法和手段的限制,对胰腺发育的研究主要是在单因子层面上进行。目前多因子在胚胎胰腺的时空表达以及其调控胚胎胰腺的发育和功能细胞的成熟机制已成为研究热点。外周信号转导、转录因子和生长因子等都参与了胰腺发育的调节过程,对内外分泌细胞的增殖、分化和成熟起了重要作用。     

转录因子FoxO3a对PC12细胞朊蛋白管家基因表达调控的影响

目的探讨叉头转录因子O亚型(FoxO)3a对PC12细胞朊蛋白管家基因(PRNP)表达调控的影响。方法以PC12细胞为研究对象,采用siRNAs沉默基因实验、实时荧光聚合酶链反应(RT-PCR)及Western印迹检测PRNP转录及蛋白表达水平。通过双荧光素酶(Luc)报告基因检测试验检测Luc活性,进而评估启动子的活性。结果 FoxO3a基因沉默后,S1探针(S1)组PRNP基因表达明显上升(P<0.05);S1组FoxO3a基因被沉默后,朊蛋白(PrP)蛋白表达显著升高,与基因水平一致;双荧光素酶报告基因检测结果显示,与基础对照组(pGL3-Basic+pRL-Tk)相比,阳性对照组(pGL3-Control+pRL-TK)FLuc/Rluc值明显提高(P<0.01),实验组Ⅰ(pGL3-PNRP+pRL-TK)FLuc/Rluc也显著高于基础对照组(P<0.01);当pGL3-PNRP质粒、pcDNA3.1-FoxO3a高表达质粒与海肾荧光素酶pRL系列(pRL-TK)质粒共转入细胞内,48 h后,与实验组Ⅰ相比,实验组Ⅱ(pGL3-PNRP+pcDNA3.1-FoxO3a+pRL-TK)的FLuc/RLuc值明显下降(P<0.01)。结论 FoxO3a可以负调控PRNP基因的表达,这种调控是通过结合PRNP基因启动子区域而抑制其转录来实现的。     

转录因子PDX-1在猪胰干细胞体外诱导分化过程中的表达及意义

目的 检测转录因子PDX-1在体外诱导胰干细胞分化过程中的表达,探讨PDX-1表达的意义。方法 自动胰岛分离系统分离胰腺组织,获得纯化的胰管上皮细胞,在有血清培养基(RPMI1640)中进行细胞原代培养,而后在无血清培养基(DMEM/F12)中加入表皮生长因子(EGF)和尼克酰胺(nicotinamide)促进胰管上皮细胞中的干细胞分化。Western Blotting检测分化各个阶段贴壁细胞、衍生胰岛和成熟胰岛PDX-1蛋白表达;逆转录-多聚酶链反应(RT-PCR)检测PDX-1mRNA和上皮细胞标志抗原CK-19(cytokine-19)mRNA在分化各个阶段的表达。结果 转录因子PDX-1分化的各个阶段表达逐渐增加,上皮细胞标志抗原CK-19在各个分化阶段表达逐渐减少。结论 转录因子PDX-1可能在胰干细胞分化衍生为胰岛的过程中起重要作用。