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目的:胰岛素分泌的精确控制是糖尿病发生发展的关键因素,胰岛β细胞内的囊泡膜谷氨酸转运体2(vesicular glutamate transporter2,VGLUT2)转运谷氨酸是胰岛素向细胞膜转移和释放的限速步骤,是调节胰岛素分泌的重要过程。本实验旨在探讨胰岛素反馈调节β细胞系RIN-5F细胞的VGLUT2基因表达与调控机制,以及VGLUT2对β细胞系RIN-5F细胞线粒体功能的影响。 方法:体外培养大鼠胰岛β细胞系RIN-5F细胞,用胰岛素(0,50,100,200,500,1000 nM)处理RIN-5F细胞,采用Real-time PCR和Western blot的方法观察VGLUT2在基因转录和蛋白翻译水平受胰岛素调控的影响;利用IR-siRNA、IRS1-siRNA和IRS2-siRNA基因干扰技术对参与胰岛素的信号通路中的胰岛素受体(insulin receptor,IR)、胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate1,IRS1)和胰岛素受体底物2(insulin receptor substrate2,IRS2)因子进行干扰,检测RIN-5F细胞受RNA干扰后的VGLUT2在基因转录及蛋白翻译水平受胰岛素调控的影响,以观察IR、IRS1、IRS2三种因子与VGLUT2基因表达之间的关系;利用VGLUT2-siRNA干扰RIN-5F细胞,通过流式细胞技术来检测VGLUT2受基因干扰之后的大鼠胰岛β细胞系RIN-5F细胞线粒体膜电位的变化以及Caspase-3蛋白表达的变化。 结果:①胰岛素处理组在100,200,500nM浓度时对大鼠胰腺β细胞系RIN-5F细胞 VGLUT2基因的mRNA及蛋白表达与空白组比较均明显下降(P<0.05),且在100nM浓度胰岛素时抑制效果最明显;100nM胰岛素在12,18,24h时间点对大鼠胰腺β细胞系RIN-5F细胞VGLUT2基因的RNA及蛋白表达水平较空白对照组均明显下降(P<0.05)。②RIN-5F细胞经IR-siRNA、IRS1-siRNA和IRS2-siRNA干扰之后,用100nM胰岛素处理大鼠胰腺β细胞系RIN-5F细胞,与Blank组、Lip2000组与Control-siRNA组比较,各RNA干扰组VGLUT2 mRNA及蛋白表达均明显上调(P<0.05)。③RIN-5F细胞经VGLUT2-siRNA干扰后,干扰组VGLUT2 mRNA表达与Blank组和Control-siRNA组比较均明显下降(P<0.05),VGLUT2-siRNA干扰组 RIN-5F细胞的线粒体膜电位下降率较 Control-siRNA组有明显升高(88.3% vs28.3%,P<0.01),且VGLUT2-siRNA干扰组细胞凋亡蛋白Caspase3表达较Blank组和Control-siRNA组明显升高(P<0.05)。 结论:在无糖条件下VGLUT2基因表达受到胰岛素浓度和时间依赖的特异性抑制;胰岛素作用信号通路中的IR、IRS1和IRS2参与了大鼠VGLUT2基因的表达调控,提示胰岛素是通过其胰岛素受体信号通路中的参与因子对VGLUT2基因表达进行负反馈调控的;VGLUT2-siRNA干扰可使RIN-5F细胞线粒体膜电位下降和细胞凋亡蛋白Caspase3表达上调,提示VGLUT2可能参与了胰岛β细胞的凋亡过程。