GPR41对1型糖尿病的影响及其作用机制研究
发布时间：2021-11-20 01:05
本研究通过选用GPR41基因缺失小鼠并采用链脲佐菌素（Streptozotocin,STZ）构建1型糖尿病（Type 1 diabetes mellitus,T1D）模型和自发性T1D NOD小鼠相结合,旨在探究GPR41在T1D发病过程中的作用及其潜在机制,为T1D患者提供新的治疗靶点,并且提供肠道菌群代谢物调控T1D提供理论基础。提取不同周龄NOD小鼠的胰腺和结肠组织,通过蛋白免疫印迹法和qPCR技术在蛋白水平和基因水平观察不同周龄NOD小鼠结肠和胰腺组织中GPR41的表达情况;并采用GPR41缺失小鼠采用STZ腹腔注射建立T1D模型,观察各组小鼠的空腹血糖、体重和饮水变化情况;观察胰腺组织中细胞表面标记物CD11c、CD80、CD86、CD40和细胞因子IL-12、IL-4、IL-10和TGF-β在基因水平的变化情况;使用高效气相-质谱联用技术（GC-MS）分析结肠内容物中短链脂肪酸的含量;采用苏木精-伊红染色对胰腺和结肠进行病理学观察和评分;同时通过流式细胞术分析胰腺中总巨噬细胞、M1型巨噬细胞、M2型巨噬细胞、树突细胞、CD4+T细胞、CD8+...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自身免疫反应的发展Fig.1Developmentofautoimmuneresponse
烀庖呦赴?泶铮?缰?性粒细胞（GPR41、GPR43、GPR109A和GPR35），单核细胞和巨噬细胞（GPR41、GPR43、GPR109A、GPR84、GPR120、GPR91和GPR35），树突状细胞（GPR41、GPR109A、GPR120、GPR91和GPR35）和嗜酸性粒细胞（GPR43和GPR35）。然而，这些受体也由适应性免疫系统的细胞表达，包括T细胞和B细胞（GPR43，GPR84和GPR35）以及Tregs（GPR43）。这些GPCRs的另一个常见表达位点是在肠上皮细胞，这可能与这些受体在维持上皮完整性中的作用有关。此外，许多代谢物感应GPCRs由代谢中心的组织表达，例如胰岛或白色脂肪组织。图2肠道代谢物对表达GPCRs相关受体的免疫细胞的影响Fig.2EffectofintestinalmetabolitesonimmunecellsexpressingGPCRs-relatedreceptors1.2.1GPR43GPR43在多种免疫细胞上表达，包括中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞、肥大细胞、淋巴细胞和结肠组织上皮细胞[81]。GPR43已被证明以多种不同的方式调节炎症。GPR43信号减少炎症介质的产生，也影响炎性白细胞的迁移[86]。对结肠T细胞的GPR43通过表观遗传修饰促进Foxp3的表达，从而诱导Tregs胞的分化和功能[87]。外周组织中的GPR43信号传导有助于炎症小体在巨噬细胞中的激活，并且GPR43可在痛风的小鼠模型中起致病作用[88]。这说明在解释GPR43活化的下游机制时，细胞类型及其位置的重要性，因为GPR43似乎在预防和促进炎症方面都起着重要的作用。SCFA受体（特别是GPR43）缺乏的小鼠在促进屏障免疫方面缺乏适当的急性免疫反应，并在上皮损伤后产生不受控制的慢性炎症反应，而且GPR43缺乏的小鼠肠道癌变增加。膳食纤维和SCFA治疗均能抑制肠道炎症和癌症，其作用既依赖于GPR43，也作为一种独立的治疗方式[89]。
江南大学硕士学位论文20图3GPR41在T1D发病过程中的表达水平变化Fig.3ChangesinexpressionlevelsofGPR41duringthepathogenesisofT1D注：（a）胰腺中GPR41的蛋白表达水平；（b）结肠中GPR41的蛋白表达水平；（c）胰腺中GPR41基因表达水平；（d）结肠中GPR41基因表达水平。3.1.2STZ处理下GPR41缺失对小鼠T1D的影响接着，我们给予C57BL/6J和GPR41-/-C57BL/6J小鼠进行连续5天进行腹腔注射STZ后，并且进行一周3次进行血糖监测，在注射后的第7天，GPR41缺失组小鼠空腹血糖水均高于18mmol/L,与模型组（13mmol/L）相比存在显著性差异（p<0.05），在注射后的第13天，GPR41缺失组血糖已达23mmol/L，显著高于模型组小鼠的血糖水平，在此之后，血糖保持不变，且小鼠不发生死亡（图4a）。同时监测各组体重变化发现，与模型组小鼠相比，GPR41缺失组可以明显使小鼠体重降低，在第20天，模型组小鼠平均体重为21.80g，GPR41组小鼠平均体重为19.56g，显著低于模型组（图4b，p<0.05）,不仅如此，小鼠还出现多饮、多尿症状，在STZ连续5天的腹腔注射后，GPR41缺失组每只小鼠单日饮水量显著上升，在第20天，平均饮水量达到30.18g，模型组小鼠平均饮水量为16.59g，两组之间存在显著差异（图4c，p<0.05）。上述结果表明GPR41缺失在STZ诱导的T1D中能够显著提高T1D相关表观特征，具体表现为血糖升高，体重减轻和饮水量增加，相比模型组，GPR41缺失加速T1D发玻(a)(b)(c)(d)
本文编号：3506254
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自身免疫反应的发展Fig.1Developmentofautoimmuneresponse
烀庖呦赴?泶铮?缰?性粒细胞（GPR41、GPR43、GPR109A和GPR35），单核细胞和巨噬细胞（GPR41、GPR43、GPR109A、GPR84、GPR120、GPR91和GPR35），树突状细胞（GPR41、GPR109A、GPR120、GPR91和GPR35）和嗜酸性粒细胞（GPR43和GPR35）。然而，这些受体也由适应性免疫系统的细胞表达，包括T细胞和B细胞（GPR43，GPR84和GPR35）以及Tregs（GPR43）。这些GPCRs的另一个常见表达位点是在肠上皮细胞，这可能与这些受体在维持上皮完整性中的作用有关。此外，许多代谢物感应GPCRs由代谢中心的组织表达，例如胰岛或白色脂肪组织。图2肠道代谢物对表达GPCRs相关受体的免疫细胞的影响Fig.2EffectofintestinalmetabolitesonimmunecellsexpressingGPCRs-relatedreceptors1.2.1GPR43GPR43在多种免疫细胞上表达，包括中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞、肥大细胞、淋巴细胞和结肠组织上皮细胞[81]。GPR43已被证明以多种不同的方式调节炎症。GPR43信号减少炎症介质的产生，也影响炎性白细胞的迁移[86]。对结肠T细胞的GPR43通过表观遗传修饰促进Foxp3的表达，从而诱导Tregs胞的分化和功能[87]。外周组织中的GPR43信号传导有助于炎症小体在巨噬细胞中的激活，并且GPR43可在痛风的小鼠模型中起致病作用[88]。这说明在解释GPR43活化的下游机制时，细胞类型及其位置的重要性，因为GPR43似乎在预防和促进炎症方面都起着重要的作用。SCFA受体（特别是GPR43）缺乏的小鼠在促进屏障免疫方面缺乏适当的急性免疫反应，并在上皮损伤后产生不受控制的慢性炎症反应，而且GPR43缺乏的小鼠肠道癌变增加。膳食纤维和SCFA治疗均能抑制肠道炎症和癌症，其作用既依赖于GPR43，也作为一种独立的治疗方式[89]。
江南大学硕士学位论文20图3GPR41在T1D发病过程中的表达水平变化Fig.3ChangesinexpressionlevelsofGPR41duringthepathogenesisofT1D注：（a）胰腺中GPR41的蛋白表达水平；（b）结肠中GPR41的蛋白表达水平；（c）胰腺中GPR41基因表达水平；（d）结肠中GPR41基因表达水平。3.1.2STZ处理下GPR41缺失对小鼠T1D的影响接着，我们给予C57BL/6J和GPR41-/-C57BL/6J小鼠进行连续5天进行腹腔注射STZ后，并且进行一周3次进行血糖监测，在注射后的第7天，GPR41缺失组小鼠空腹血糖水均高于18mmol/L,与模型组（13mmol/L）相比存在显著性差异（p<0.05），在注射后的第13天，GPR41缺失组血糖已达23mmol/L，显著高于模型组小鼠的血糖水平，在此之后，血糖保持不变，且小鼠不发生死亡（图4a）。同时监测各组体重变化发现，与模型组小鼠相比，GPR41缺失组可以明显使小鼠体重降低，在第20天，模型组小鼠平均体重为21.80g，GPR41组小鼠平均体重为19.56g，显著低于模型组（图4b，p<0.05）,不仅如此，小鼠还出现多饮、多尿症状，在STZ连续5天的腹腔注射后，GPR41缺失组每只小鼠单日饮水量显著上升，在第20天，平均饮水量达到30.18g，模型组小鼠平均饮水量为16.59g，两组之间存在显著差异（图4c，p<0.05）。上述结果表明GPR41缺失在STZ诱导的T1D中能够显著提高T1D相关表观特征，具体表现为血糖升高，体重减轻和饮水量增加，相比模型组，GPR41缺失加速T1D发玻(a)(b)(c)(d)
本文编号：3506254
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