Pdx1与NeuroD1联合诱导L02细胞Nkx6.1和GLUT2的表达

目的：应用分子生物学技术,构建胰腺十二指肠同源框蛋白1(Pdx1)和神经分化因子1(NeuroD1)转录因子真核表达质粒,检测其能否在真核细胞中有效表达并诱导人肝细胞转分化的能力。方法:以人胚胎胰腺组织mRNA为模板经RT-PCR扩增获得Pdx1和NeuroD1基因,分别克隆到真核双表达载体pIRES质粒的多克隆位点A(MCSA)和B(MCSB)中,构建pI/Pdx1/NeuroD1真核表达质粒,并转染L02细胞。用RT-PCR、免疫组化、间接荧光法和Western blotting检测目的基因及NK转录因子相关的Nkx6.1(Nkx6.1)和葡萄糖运载体2(GLUT2)的表达情况。结果:目的基因克隆正确且在真核细胞中有效表达;并可诱导肝细胞表达胰腺β细胞功能相关的Nkx6.1和GLUT2因子。结论:pI/Pdx1/NeuroD1质粒成功构建和在人真核细胞表达,并诱导人肝细胞表达β细胞功能相关的Nkx6.1转录因子和GLUT2,提示Pdx1与NeuroD1可诱导肝细胞向胰腺内分泌细胞分化。     

PDX1联合NKX6.1促进骨髓间充质干细胞分化为胰岛β样细胞

目的： 为提高骨髓间充质干细胞(BMSCs)向胰腺β样细胞的分化效率,以产生足够用于移植的胰岛样细胞。方法: 构建含PDX1与NKX6.1双基因的重组腺病毒载体,用重组腺病毒感染并联合多种细胞因子分步诱导BMSCs。用RT-PCR、Western blotting等多种方法分别检测PDX1、NKX6.1、胰岛素及C-肽表达情况;观测植入鼠肾包膜下的细胞形态与胰岛素、C-肽等相应分子表达情况以及检测植入细胞对糖尿病模型大鼠的血糖水平的调节能力。结果: BMSCs经重组腺病毒pAdxsi-CMV-PDX1/CMV-NKX6.1联合相应细胞因子分步诱导,双硫腙染色细胞质呈亮红色,RT-PCR显示诱导后的细胞持续稳定表达胰岛素、葡萄糖转运蛋白2(GLUT2)等β细胞相关分子;Western blotting、免疫细胞化学与间接荧光结果亦相似。所诱导的实验组细胞经5.5和25mmol/L葡萄糖刺激后胰岛素分泌水平分别为(1 240.4±109.3) mU/L和(3 539.8±245.1) mU/L, 并显著高于对照组的分泌量。移植实验组细胞可恢复STZ糖尿病小鼠血糖正常水平。结论: PDX1与NKX6.1联合细胞因子在体外能有效地诱导BMSCs分化为胰岛β样细胞;这种胰岛β样细胞移植能有效恢复STZ糖尿病小鼠的血糖正常水平,维持小鼠良好的生存状态,这将为治疗糖尿病带来新的希望。     

槟榔碱对2型糖尿病大鼠胰腺β细胞PDX 1 mRNA表达的影响

目的：探讨槟榔碱对2型糖尿病大鼠β细胞分泌功能及胰腺十二指肠同源盒因子 1（pancreas duodenum homeobox 1,PDX 1）mRNA表达的影响。方法：采用高果糖饲料饲养Wistar大鼠12周制备2型糖尿病大鼠模型,40只实验动物随机分为5组：对照组、模型组、模型+1 mg/kg槟榔碱组、模型+5 mg/kg槟榔碱组、模型+10 mg/kg槟榔碱组。药物注射4周后股动脉取血检测空腹血糖、三酰甘油、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、血清胰岛素,处死大鼠取胰腺组织,石蜡切片HE染色观察组织形态学变化,RT PCR检测β细胞内PDX 1及胰岛素mRNA的表达水平。 结果：（1）高糖作用引起Wistar大鼠胰腺β细胞PDX 1 及胰岛素mRNA 的表达水平显著下降（P＜0.01）;（2）1 mg/kg和5 mg/kg槟榔碱处理能显著上调高糖喂养Wistar大鼠胰腺β细胞PDX 1与胰岛素mRNA表达水平（P＜0.05,P＜0.01）。结论：槟榔碱可以通过上调PDX 1和胰岛素基因表达,改善高糖环境下的β细胞胰岛素合成和分泌功能的损伤。     

宫内生长受限新生大鼠胰腺PDX-1的表达及意义

目的研究宫内营养不良致宫内生长受限(IUGR)大鼠胰腺发育、分化的关键因子胰十二指肠同源盒1(PDX-1)的表达,探讨IUGR个体胰腺中β细胞发育受损及机能障碍的分子学机制。方法建立宫内生长受限大鼠模型。低蛋白饮食组,雌性大鼠自受孕后第1天起给予同热卡低蛋白饲料喂养直至分娩;对照组给予普通饲料喂养。自然分娩后,称取新生仔鼠体重,测量鼻尾长,摘取胰腺,免疫组织化学染色方法检测新生大鼠胰腺中PDX-1的表达。结果 (1)IU-GR新生大鼠出生体重、鼻尾长及胰腺重量均低于对照组(P<0.01)。(2)IUGR新生大鼠胰腺中PDX-1的表达明显低于对照组(P<0.01)。结论宫内蛋白营养不良大鼠致IUGR,在新生鼠时间点,胰腺重量明显低于对照组,胰腺中PDX-1表达下降尤其严重,其下降幅度为体重减轻幅度的2倍(48%:23%),为胰腺重量降低的5.5(48%:8.6%)倍之多,PDX-1降低可能是造成胰腺发育落后和/或胰岛β细胞功能障碍的分子机制之一。     

胶质细胞源性神经营养因子诱导神经干细胞分化过程中bHLH转录因子的表达变化

目的观察胶质细胞源性神经营养因子（glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF）对神经干细胞分化的影响,探讨碱性螺旋环螺旋（basic helix-loop-helix,bHLH）转录因子是否参与在此过程中。方法无菌条件下取孕14。16d胎鼠端脑进行神经干细胞体外培养,将第三代神经球分为对照组和GDNF组,分化1、3、7d细胞进行免疫荧光染色并计算β-tubulinIII阳性率,荧光定量PCR技术检测bHLH基因Hes-1、Hes．5、Mash-1的表达变化。结果免疫荧光染色结果显示,分化1、3、7d时,β-tubulinlll阳性细胞比率分别为：对照组：（3．76±1．14）％、（7．40±1．25）％、（12．65±1．58）％;GDNF组：（7．29±1．57）％、（19．80±1．67）％、（27．55±2．03）％,GDNF组神经元分化率明显高于对照组（P〈0．05）。荧光定量PCR结果显示,Hes-1和Hes-5在分化1、3、7d均保持极低表达,各时间点间比较无明显差异;Mash-1表达则在分化1、3、7d内持续上升,各时间点间比较差异有统计学意义（P〈0．05）。结论GDNF能通过Mash-1的激活来诱导神经干细胞分化为更多的神经元,并且此过程中bHLH转录因子表达有明显特异性,将为日后进行神经干细胞定向分化的机制研究奠定基础。     

5-氟尿嘧啶改变胰岛β细胞的超微结构并抑制胰岛素的释放

目的: 探讨5-氟尿嘧啶(5-FU)抑制小鼠胰岛β细胞(NIT-1细胞)胰岛素分泌的相关分子机制。方法: 不同剂量的5-FU作用于NIT-1细胞,放射免疫分析法检测细胞胰岛素分泌功能的变化;Annexin V/PI双染色流式细胞术检测细胞凋亡;透射电镜观察细胞超微结构的变化;RT-PCR及Western blotting 检测胰十二指肠同源盒蛋白-1(PDX-1)mRNA和蛋白的表达。结果: 5.0-40.0 mg/L的5-FU作用24 h后,低浓度葡萄糖(5.6 mmol/L)环境下,NIT-1细胞胰岛素分泌无明显下降(P>0.05);而高浓度葡萄糖(16.7 mmol/L)刺激下的胰岛素分泌量可被5.0-40.0 mg/L 5-FU以剂量依赖性的方式所抑制(P<0.01)。细胞凋亡率明显增高(P<0.05);透射电镜可见线粒体结构改变;经10.0-40.0 mg/L的5-FU作用24 h后,PDX-1 mRNA及蛋白表达的水平均有不同程度的下降(P<0.05)。结论: 5-FU可通过诱导细胞凋亡、导致β细胞超微结构改变及数量减少而抑制胰岛β细胞高糖刺激下的胰岛素释放。下调 PDX-1 基因表达可能是5-FU在高糖条件下诱导β细胞凋亡的机制之一。     

外源表达Nkx2-5基因诱导P19细胞向心肌分化

目的:构建人Nkx2-5基因融合绿色荧光蛋白真核表达质粒pEGFP-N1-Nkx2-5,探讨外源性Nkx2-5基因诱导P19细胞向心肌分化的作用。方法:以真核表达质粒pEFSA-HA-Nkx2-5为模板,PCR扩增得到人Nkx2-5基因,将目的片段亚克隆到pEGFP-N1载体,鉴定正确。将重组质粒pEGFP-N1-Nkx2-5以脂质体法转染P19细胞,G418筛选2周,聚集4d,贴壁培养16d。以免疫细胞化学检测desmin、α-sarcomeric actin和cardiac Troponin T(cTnT)的表达。结果:将Nkx2-5基因正确插入pEGFP-N1载体,外源表达Nkx2-5基因可使P19细胞在无诱导剂、聚集条件下表达desmin、α-sarcomeric actin和cTnT蛋白。结论:成功构建真核表达质粒pEGFP-N1-Nkx2-5,外源表达Nkx2-5基因诱导P19细胞向心肌分化。     

转录因子Nkx2.5、ISL-1表达与小鼠胚胎心的早期发育

目的:探讨转录因子Nkx2.5和ISL-1的表达与小鼠胚胎早期心发育的关系.方法:胚龄7.5～13d小鼠胚胎连续石蜡切片,用抗α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、抗心肌肌球蛋白重链(MHC)、抗转录因子ISL-1、抗Nkx2.5抗体,进行免疫组织化学显色.结果:转录因子Nkx2.5在胚龄7.5d生心板表达早于心肌特异性蛋白MHC及SMA.随心外形建立,Nkx2.5在心各部表达逐渐增强.胚龄9d, Nkx2.5阳性表达从原始心管动脉端延伸至心包腔背侧脏壁中胚层及咽周围轴旁中胚层.Isl-1开始表达于胚龄8d原始心管心背系膜及前肠腹侧脏壁中胚层间充质,阳性细胞数量在11～12d达顶峰,形成前肠腹侧连接流出道远端和心房背侧壁的ISL-1阳性细胞带.11～12d,流出道远端出现Nkx2.5和MHC阴性,ISL-1、SMA阳性表达区.胚龄13d后,Nkx2.5和ISL-1在心和前肠腹侧间充质的表达强度下降.结论:Nkx2.5是原始生心区心肌前体细胞早期分化的标记蛋白,在第2生心区表达限于胚龄9d、咽周脏壁和轴旁中胚层心肌前体细胞亚群.第2生心区标记蛋白ISL-1主要表达在胚龄8～12d前肠腹侧脏壁中胚层心肌前体细胞,并向心管添加心肌细胞,参与流出道发育及心管成襻.11d后,第2生心区间充质细胞开始分化为升主动脉和肺动脉干平滑肌.     

Pdx1基因修饰的人脐带间充质干细胞体外诱导分化为胰岛β样细胞

本研究探讨胰十二指肠同源框因子-1(Pdx1)基因修饰的人脐带间充质干细胞(MSCs)体外分化为胰岛β样细胞。采用携带Pdx1基因的重组腺病毒感染MSCs 7d,联合细胞因子分阶段诱导分化。RT-PCR及Westernblot、免疫细胞化学法检测诱导后细胞胰岛素相关基因表达变化;化学发光法检测诱导后细胞培养液上清中胰岛素和C肽的分泌水平。用流式细胞术检测胰岛素阳性细胞百分率。结果显示:诱导转入Pdx1基因的人脐带MSCs后,梭形细胞聚集形成胰岛样细胞团,双硫腙染色胞浆呈亮红色;诱导后的细胞表达Pdx1、胰岛素、C肽和葡萄糖转运体2基因;诱导细胞分泌胰岛素和C肽,并且在高糖作用后,胰岛素和C肽分泌增加;诱导后胰岛素阳性细胞百分率为(11.61±4.83)%。结果表明,Pdx1修饰人脐带MSCs在体外能够诱导分化为胰岛β样细胞。     

在成骨细胞分化过程中调节Osterix转录因子表达和肿瘤坏死因子活性的同源异形盒蛋白Prx1的表达

肿瘤坏死因子(TNF-α)具有促使骨质疏松发生和抑制骨形成的作用,是骨节炎症中导致骨骼损伤的重要因子。成骨细胞(osteoblast,OB)来源于多能间充质细胞系,是骨形成的主要功能细胞,其按一定的路径分化为成熟骨细胞。Osterix(Osx,SP7)是一种OB分化所必需的转录因子。有实验证明如果机体缺乏该转录因子会导致骨骼软骨化。     

LPS上调大鼠HIF-1和GLUT表达

目的 探讨脂多糖(LPS)致大鼠内毒素血症早期,葡萄糖转运体(GLUT)家族在脑、心和肝组织等表达水平及低氧诱导因子-1(HIF-1)调控的相关性.方法 雄性SD大鼠分为对照组(腹腔注射0.9％氯化钠注射液)和给药组(腹腔注射2 mg/kg LPS),每组6只.测定给药后0～24h体温.ELISA法检测血清IL-1水平.RT-PCR法测定GLUT家族mRNA表达.Western blot法检测GLUT1和HIF-1蛋白表达.结果 在大鼠脑、心及肝等组织中,GLUT1和GLUT4均有表达;GLUT2在脑和肝组织中有表达;GLUT3仅在脑组织特异性表达.LPS作用24h可引起大鼠体温升高,血清IL-1水平上调(P＜0.05).LPS可上调脑组织GLUT1 mRNA水平和蛋白翻译水平(P＜0.01);同时LPS可促进脑组织HIF-1蛋白稳定表达(P＜0.001).结论 LPS促进大鼠HIF-1稳定表达,上调GLUT1表达及调控糖代谢.     

Dynamic expression patterns of Nkx6.1 and Nkx6.2 in the developing mes‐diencephalic basal plate

The components of the molecular codes needed to specify the different neuronal populations present in the basal neural tube are being identified. These codes become more intricate as we move to more anterior regions of the central nervous system. The aim of this study is to thoroughly analyze the expression pattern of Nkx6.1, Nkx6.2, and Pou4f1. These three genes are candidates to play an important role in the determination and differentiation of the basal nuclei of the mesencephalon and diencephalon. The results obtained have shown that there is a longitudinal domain positive for both Nkx6.1 and Nkx6.2 that is medial to the Pou4f1‐positive red nucleus. This domain could correspond to part of the reticular formation, which extends from the diencephalon and the mesencephalon. The nuclei integrated in this domain would be the rostral interstitial nucleus, the interstitial nucleus of Cajal, and a mesencephalic equivalent to these nuclei. Developmental Dynamics 239:2094–2101, 2010. © 2010 Wiley‐Liss, Inc.     

过表达Olig2和Nkx2.2人胚胎干细胞系的建立

目的:建立过表达Olig2和Nkx2.2的人胚胎干细胞(hESCs)系。方法:利用RT-PCR从鼠N2A细胞克隆出Olig2和Nkx2.2的ORF片段,将Olig2和Nkx2.2基因编码序列分别和带有HA及Flag的载体连接,构建Olig2-HA和Nkx2.2-Flag重组载体。将构建的载体分别与2种病毒辅助包装原件载体质粒共转染293T细胞,制备并浓缩Olig2-HA和Nkx2.2-Flag慢病毒颗粒,感染hESCs,嘌呤霉素筛选的阳性克隆传代培养10代后鉴定细胞内Olig2和Nkx2.2的表达。结果:PCR扩增得到含Olig2和Nkx2.2基因编码序列的特异性条带;携带有Olig2和Nkx2.2基因的慢病毒能够同时感染hESCs,表达Olig2-HA和Nkx2.2-Flag融合蛋白,并稳定遗传。结论:成功构建了同时过表达Olig2和Nkx2.2的人胚胎干细胞系。     

Guided differentiation of embryonic stem cells into Pdx1-expressing regional-specific definitive endoderm

The generation of specific lineages of the definitive endoderm from embryonic stem (ES) cells is an important issue in developmental biology, as well as in regenerative medicine. This study demonstrates that ES cells are induced sequentially into regional-specific gut endoderm lineages, such as pancreatic, hepatic, and other cell lineages, when they are cultured directly on a monolayer of mesoderm-derived supporting cells. A detailed chronological analysis revealed that Activin, fibroblast growth factor, or bone morphogenetic protein signals are critical at various steps and that additional short-range signals are required for differentiation into Pdx1-expressing cells. Under selective culture conditions, definitive endoderm (47%) or Pdx1-positive pancreatic progenitors (30%) are yielded at a high efficiency. When transplanted under the kidney capsule, the Pdx1-positive cells further differentiated into all three pancreatic lineages, namely endocrine, exocrine, and duct cells.     

GLUT1 and GLUT8 in endometrium and endometrial adenocarcinoma.

Glucose is provided to cells by a family of glucose transport facilitators known as GLUTs. These transporters are expressed in a tissue specific manner and are overexpressed in many primary tumors of these tissues. Regulation of glucose transport facilitator expression has been demonstrated in endometrial tissue and endometrial adenocarcinoma. The following experiments were conducted to quantify and localize the expression of GLUT1 and GLUT8 in benign endometrium and compare this expression to endometrial cancer. Endometrial tissue samples were obtained from random hysterectomy specimens of patients with benign indications for surgery and endometrial cancer. Immunoblot and immunolocatization studies were performed using GLUT1 and GLUT8 specific antisera. Endometrial samples from 65 women who had undergone hysterectomy were examined (n=38 benign, n=27 malignant). A 44 and a 35.4 kDa immunoreacive species was demonstrated in endometrium and endometrial cancer for GLUT1 and GLUT8, respectively. Upregulation of GLUT1 expression was demonstrated with increasing grade of tumors (P<0.002). GLUT8 expression was increased in all tumor subtypes compared to atrophic endometrium (P<0.001). Apical localization by GLUT1 and GLUT8 was demonstrated in endometrial glands. GLUT1 and GLUT8 demonstrated diffuse intracellular localization in the cancer subtypes. GLUT1 and GLUT8 are expressed in both human endometrium and endometrial cancer. There appears to be a step-wise progression in GLUT1 and GLUT8 expression as tumor histopathology worsens. GLUT1 and GLUT8 may be important markers in tumor differentiation, as well as providing energy to rapidly dividing tumor cells.     

S1P对人LO2肝细胞株胰岛素抵抗模型糖代谢的影响

目的观察鞘氨醇激酶1(SPK1)催化产物1-磷酸鞘氨醇(S1P)对LO2肝细胞胰岛素抵抗模型糖代谢的影响。方法用胰岛素诱导人正常肝细胞(LO2)产生胰岛素抵抗,MTT法检测LO2细胞增殖,葡萄糖-己糖激酶法检测培养基残存葡萄糖浓度,油红O鉴定LO2细胞脂肪变性,荧光双染法鉴定线粒体ROS,Western blot检测SPK1蛋白表达。结果与对照组相比,10、100和1 000 nmol/L 3个浓度的胰岛素对细胞葡萄糖摄取能力无显著影响;1 000 nmol/L浓度的胰岛素作用细胞48 h时胰岛素敏感指数下降,胰岛素抵抗模型建立。与对照组相比,模型组细胞脂滴面积增加(P0.05),SPK1表达量呈增加趋势,线粒体ROS也显著增加。在模型组中加入S1P后,可显著促进细胞对葡萄糖的吸收(P0.05)。结论成功构建胰岛素诱导的LO2肝细胞胰岛素抵抗模型,并且发现S1P可以促进模型细胞糖代谢,提示S1P可作为筛选降糖药物的新靶点。     

低氧预适应上调大鼠海马神经元和星形胶质细胞在急性缺氧时的葡萄糖转运蛋白的活性和基因表达

目的 研究低氧预适应对海马神经元和星形胶质细胞在急性缺氧暴露时的葡萄糖转运蛋白的活性和基因表达的影响。方法 培养大鼠海马神经元和星形胶质细胞,每天间歇暴露于低氧混合气体（1% O2、10% CO2、89% N2）20min,连续6d。最后1次低氧暴露24h后,将细胞暴露于无氧混合气体（10% CO2、90% N2）6h,然后立即检测[3H]-2-脱氧葡萄糖（2-DG）的摄取率、GLUT1和GLUT3的mRNA水平及神经元的存活率。结果 低氧预适应上调急性缺氧时神经元和星形胶质细胞的2-DG吸收率、星形胶质细胞GLUT1 mRNA的表达及神经元GLUT1和GLUT3 mRNA的表达,提高神经元存活率,这一作用可被细胞松弛素B消除。结论 低氧预适应上调海马神经元和星形胶质细胞在急性缺氧时的葡萄糖摄取率和葡萄糖转运蛋白的基因表达。