GPR41對1型糖尿病的影響及其作用機(jī)制研究
發(fā)布時間：2021-11-20 01:05
本研究通過選用GPR41基因缺失小鼠并采用鏈脲佐菌素（Streptozotocin,STZ）構(gòu)建1型糖尿�。═ype 1 diabetes mellitus,T1D）模型和自發(fā)性T1D NOD小鼠相結(jié)合,旨在探究GPR41在T1D發(fā)病過程中的作用及其潛在機(jī)制,為T1D患者提供新的治療靶點(diǎn),并且提供腸道菌群代謝物調(diào)控T1D提供理論基礎(chǔ)。提取不同周齡NOD小鼠的胰腺和結(jié)腸組織,通過蛋白免疫印跡法和qPCR技術(shù)在蛋白水平和基因水平觀察不同周齡NOD小鼠結(jié)腸和胰腺組織中GPR41的表達(dá)情況;并采用GPR41缺失小鼠采用STZ腹腔注射建立T1D模型,觀察各組小鼠的空腹血糖、體重和飲水變化情況;觀察胰腺組織中細(xì)胞表面標(biāo)記物CD11c、CD80、CD86、CD40和細(xì)胞因子IL-12、IL-4、IL-10和TGF-β在基因水平的變化情況;使用高效氣相-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）分析結(jié)腸內(nèi)容物中短鏈脂肪酸的含量;采用蘇木精-伊紅染色對胰腺和結(jié)腸進(jìn)行病理學(xué)觀察和評分;同時通過流式細(xì)胞術(shù)分析胰腺中總巨噬細(xì)胞、M1型巨噬細(xì)胞、M2型巨噬細(xì)胞、樹突細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、CD8+...
【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：57 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
自身免疫反應(yīng)的發(fā)展Fig.1Developmentofautoimmuneresponse
烀庖呦赴?澩錚?韁?性粒細(xì)胞（GPR41、GPR43、GPR109A和GPR35），單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞（GPR41、GPR43、GPR109A、GPR84、GPR120、GPR91和GPR35），樹突狀細(xì)胞（GPR41、GPR109A、GPR120、GPR91和GPR35）和嗜酸性粒細(xì)胞（GPR43和GPR35）。然而，這些受體也由適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的細(xì)胞表達(dá)，包括T細(xì)胞和B細(xì)胞（GPR43，GPR84和GPR35）以及Tregs（GPR43）。這些GPCRs的另一個常見表達(dá)位點(diǎn)是在腸上皮細(xì)胞，這可能與這些受體在維持上皮完整性中的作用有關(guān)。此外，許多代謝物感應(yīng)GPCRs由代謝中心的組織表達(dá)，例如胰島或白色脂肪組織。圖2腸道代謝物對表達(dá)GPCRs相關(guān)受體的免疫細(xì)胞的影響Fig.2EffectofintestinalmetabolitesonimmunecellsexpressingGPCRs-relatedreceptors1.2.1GPR43GPR43在多種免疫細(xì)胞上表達(dá)，包括中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和結(jié)腸組織上皮細(xì)胞[81]。GPR43已被證明以多種不同的方式調(diào)節(jié)炎癥。GPR43信號減少炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，也影響炎性白細(xì)胞的遷移[86]。對結(jié)腸T細(xì)胞的GPR43通過表觀遺傳修飾促進(jìn)Foxp3的表達(dá)，從而誘導(dǎo)Tregs胞的分化和功能[87]。外周組織中的GPR43信號傳導(dǎo)有助于炎癥小體在巨噬細(xì)胞中的激活，并且GPR43可在痛風(fēng)的小鼠模型中起致病作用[88]。這說明在解釋GPR43活化的下游機(jī)制時，細(xì)胞類型及其位置的重要性，因?yàn)镚PR43似乎在預(yù)防和促進(jìn)炎癥方面都起著重要的作用。SCFA受體（特別是GPR43）缺乏的小鼠在促進(jìn)屏障免疫方面缺乏適當(dāng)?shù)募毙悦庖叻磻?yīng)，并在上皮損傷后產(chǎn)生不受控制的慢性炎癥反應(yīng)，而且GPR43缺乏的小鼠腸道癌變增加。膳食纖維和SCFA治療均能抑制腸道炎癥和癌癥，其作用既依賴于GPR43，也作為一種獨(dú)立的治療方式[89]。
江南大學(xué)碩士學(xué)位論文20圖3GPR41在T1D發(fā)病過程中的表達(dá)水平變化Fig.3ChangesinexpressionlevelsofGPR41duringthepathogenesisofT1D注：（a）胰腺中GPR41的蛋白表達(dá)水平；（b）結(jié)腸中GPR41的蛋白表達(dá)水平；（c）胰腺中GPR41基因表達(dá)水平；（d）結(jié)腸中GPR41基因表達(dá)水平。3.1.2STZ處理下GPR41缺失對小鼠T1D的影響接著，我們給予C57BL/6J和GPR41-/-C57BL/6J小鼠進(jìn)行連續(xù)5天進(jìn)行腹腔注射STZ后，并且進(jìn)行一周3次進(jìn)行血糖監(jiān)測，在注射后的第7天，GPR41缺失組小鼠空腹血糖水均高于18mmol/L,與模型組（13mmol/L）相比存在顯著性差異（p<0.05），在注射后的第13天，GPR41缺失組血糖已達(dá)23mmol/L，顯著高于模型組小鼠的血糖水平，在此之后，血糖保持不變，且小鼠不發(fā)生死亡（圖4a）。同時監(jiān)測各組體重變化發(fā)現(xiàn)，與模型組小鼠相比，GPR41缺失組可以明顯使小鼠體重降低，在第20天，模型組小鼠平均體重為21.80g，GPR41組小鼠平均體重為19.56g，顯著低于模型組（圖4b，p<0.05）,不僅如此，小鼠還出現(xiàn)多飲、多尿癥狀，在STZ連續(xù)5天的腹腔注射后，GPR41缺失組每只小鼠單日飲水量顯著上升，在第20天，平均飲水量達(dá)到30.18g，模型組小鼠平均飲水量為16.59g，兩組之間存在顯著差異（圖4c，p<0.05）。上述結(jié)果表明GPR41缺失在STZ誘導(dǎo)的T1D中能夠顯著提高T1D相關(guān)表觀特征，具體表現(xiàn)為血糖升高，體重減輕和飲水量增加，相比模型組，GPR41缺失加速T1D發(fā)玻(a)(b)(c)(d)
本文編號：3506254
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【部分圖文】：
自身免疫反應(yīng)的發(fā)展Fig.1Developmentofautoimmuneresponse
烀庖呦赴?澩錚?韁?性粒細(xì)胞（GPR41、GPR43、GPR109A和GPR35），單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞（GPR41、GPR43、GPR109A、GPR84、GPR120、GPR91和GPR35），樹突狀細(xì)胞（GPR41、GPR109A、GPR120、GPR91和GPR35）和嗜酸性粒細(xì)胞（GPR43和GPR35）。然而，這些受體也由適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的細(xì)胞表達(dá)，包括T細(xì)胞和B細(xì)胞（GPR43，GPR84和GPR35）以及Tregs（GPR43）。這些GPCRs的另一個常見表達(dá)位點(diǎn)是在腸上皮細(xì)胞，這可能與這些受體在維持上皮完整性中的作用有關(guān)。此外，許多代謝物感應(yīng)GPCRs由代謝中心的組織表達(dá)，例如胰島或白色脂肪組織。圖2腸道代謝物對表達(dá)GPCRs相關(guān)受體的免疫細(xì)胞的影響Fig.2EffectofintestinalmetabolitesonimmunecellsexpressingGPCRs-relatedreceptors1.2.1GPR43GPR43在多種免疫細(xì)胞上表達(dá)，包括中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和結(jié)腸組織上皮細(xì)胞[81]。GPR43已被證明以多種不同的方式調(diào)節(jié)炎癥。GPR43信號減少炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，也影響炎性白細(xì)胞的遷移[86]。對結(jié)腸T細(xì)胞的GPR43通過表觀遺傳修飾促進(jìn)Foxp3的表達(dá)，從而誘導(dǎo)Tregs胞的分化和功能[87]。外周組織中的GPR43信號傳導(dǎo)有助于炎癥小體在巨噬細(xì)胞中的激活，并且GPR43可在痛風(fēng)的小鼠模型中起致病作用[88]。這說明在解釋GPR43活化的下游機(jī)制時，細(xì)胞類型及其位置的重要性，因?yàn)镚PR43似乎在預(yù)防和促進(jìn)炎癥方面都起著重要的作用。SCFA受體（特別是GPR43）缺乏的小鼠在促進(jìn)屏障免疫方面缺乏適當(dāng)?shù)募毙悦庖叻磻?yīng)，并在上皮損傷后產(chǎn)生不受控制的慢性炎癥反應(yīng)，而且GPR43缺乏的小鼠腸道癌變增加。膳食纖維和SCFA治療均能抑制腸道炎癥和癌癥，其作用既依賴于GPR43，也作為一種獨(dú)立的治療方式[89]。
江南大學(xué)碩士學(xué)位論文20圖3GPR41在T1D發(fā)病過程中的表達(dá)水平變化Fig.3ChangesinexpressionlevelsofGPR41duringthepathogenesisofT1D注：（a）胰腺中GPR41的蛋白表達(dá)水平；（b）結(jié)腸中GPR41的蛋白表達(dá)水平；（c）胰腺中GPR41基因表達(dá)水平；（d）結(jié)腸中GPR41基因表達(dá)水平。3.1.2STZ處理下GPR41缺失對小鼠T1D的影響接著，我們給予C57BL/6J和GPR41-/-C57BL/6J小鼠進(jìn)行連續(xù)5天進(jìn)行腹腔注射STZ后，并且進(jìn)行一周3次進(jìn)行血糖監(jiān)測，在注射后的第7天，GPR41缺失組小鼠空腹血糖水均高于18mmol/L,與模型組（13mmol/L）相比存在顯著性差異（p<0.05），在注射后的第13天，GPR41缺失組血糖已達(dá)23mmol/L，顯著高于模型組小鼠的血糖水平，在此之后，血糖保持不變，且小鼠不發(fā)生死亡（圖4a）。同時監(jiān)測各組體重變化發(fā)現(xiàn)，與模型組小鼠相比，GPR41缺失組可以明顯使小鼠體重降低，在第20天，模型組小鼠平均體重為21.80g，GPR41組小鼠平均體重為19.56g，顯著低于模型組（圖4b，p<0.05）,不僅如此，小鼠還出現(xiàn)多飲、多尿癥狀，在STZ連續(xù)5天的腹腔注射后，GPR41缺失組每只小鼠單日飲水量顯著上升，在第20天，平均飲水量達(dá)到30.18g，模型組小鼠平均飲水量為16.59g，兩組之間存在顯著差異（圖4c，p<0.05）。上述結(jié)果表明GPR41缺失在STZ誘導(dǎo)的T1D中能夠顯著提高T1D相關(guān)表觀特征，具體表現(xiàn)為血糖升高，體重減輕和飲水量增加，相比模型組，GPR41缺失加速T1D發(fā)玻(a)(b)(c)(d)
本文編號：3506254
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