论文部分内容阅读
胰岛素是机体最重要的激素之一, 它调节机体的血糖稳定、促进细胞代谢、调节 细胞的分裂分化和生长发育。胰岛素储存在致密核心大囊泡中,通过囊泡分泌释放 到细胞外。胰岛素的释放需要经过囊泡转运、锚定、启动和融合等多个步骤。Syntaxin 1A (Stx1A)和 Munc18a在囊泡的转运和细胞分泌中发挥着关键的调控作用。然而它 们的调控机制尚有待于进一步的研究。 本论文首先用Confocol和宽场荧光显微镜技术研究了在胰岛素分泌细胞系INS-1 以及非分泌细胞系中国仓鼠卵巢细胞(CHO)中Stx1A和Munc18a的胞内定位和相互 作用。结果表明在INS-1细胞膜上Munc18a与Stx1A呈簇状共定位分布,但是不与Stx1A 的氨基端Habc结构域缺失突变体共定位,表明Stx1A的Habc结构域在Stx1A与 Munc18a相互作用以及Munc18a在膜上定位中起着至关重要的作用。在没有内源性 Stx1A表达的CHO细胞中,EGFP标记的Stx1A不能定位到细胞膜上,即使与Munc18a 共表达也不能定位到细胞膜上,表明Munc18a不足以将Stx1A转运到细胞膜。相反地, 在INS-1细胞中Stx1A的上膜有助于Munc18a向细胞质膜的转运。Stx1A的一种双点突 变体(Stx1A-L165A/E166A)可以使它保持开放的构型,在体外结合实验发现不与 Munc18a发生相互作用,但是我们发现在体内仍能与Munc18a呈簇状共定位在细胞膜 上,表明Munc18a可以通过结合闭合构型或者开放构型的Stx1A而转运到细胞膜上。 体内荧光共振能量转移(FRET)证明了共定位的Munc18a与Stx1A发生了相互作用, 但是Stx1A-DM尽管与Munc18a共定位分布,却没有观察到明显的FRET的发生。表明 Munc18a与Stx1A以及Stx1A-DM之间可能具有不同的作用方式。 最后,用西伯利亚森林脑炎病毒(SFV)表达系统在原代β细胞中过量表达 Munc18a研究其对胰岛素分泌的影响,通过两次连续钙离子光解释放(flash)技术发 现过量表达Munc18a的细胞与对照细胞相比,第一次flash的慢簇发成分(Slowly Releasable Pool,SRP )和延迟成分(sustained component)的大小减少了50 %,但 I <WP=6> 是快簇发成分(Rapidly Releasable Pool,RRP)的大小却没有什么改变。而紧接着的 第二次flash的RRP,SRP以及延迟成分都降低了大约50%。但是过量表达Munc18a对 RRP或者SRP的分泌动力学特性都没有明显的改变。表明过量表达Munc18a由于稳定 了Stx1A的闭合构型,阻止了囊泡与质膜之间反式SNARE复合物的形成,因而抑制了 囊泡向RRP的再填充(refilling)过程,进而抑制了胰腺β 细胞的分泌。另外,我们 还发现过量表达闭合构型Stx1A或者开放构型的Stx1A对胰岛素的分泌没有什么影 响,表明在胰岛素的分泌调控中Stx1A由闭合构型转换为开放构型不是分泌的限速步 骤。