細(xì)胞結(jié)構(gòu)如何調(diào)節(jié)胰島素分泌熱點(diǎn)

今天發(fā)表在eLife 上的一項(xiàng)研究顯示，胰腺產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞中稱為微管的微小棒狀結(jié)構(gòu)有助于控制胰島素釋放的時(shí)間和地點(diǎn)。

這些發(fā)現(xiàn)可能對理解身體通常如何處理糖分以及糖代謝受到干擾的糖尿病等疾病發(fā)生了什么問題具有重要意義。

胰腺中稱為 β 細(xì)胞的細(xì)胞分泌的胰島素受到身體的仔細(xì)調(diào)節(jié)，單個(gè)細(xì)胞對糖水平的反應(yīng)不同。但究竟如何調(diào)節(jié)單個(gè)細(xì)胞的行為仍不清楚。β 細(xì)胞的一個(gè)獨(dú)特特征是作為細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆返奈⒐苄纬删W(wǎng)狀網(wǎng)格圖案，而不是許多其他細(xì)胞中看到的輪輻狀圖案。先前的研究暗示這可能在胰島素的釋放中起作用。

“我們想進(jìn)一步探索 β 細(xì)胞微管在調(diào)節(jié)胰島素釋放以響應(yīng)糖分的作用，”第一作者、美國田納西州納什維爾范德比爾特大學(xué)細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)系前博士后 Kathryn Trogden 說。 .

為此，Trogden 和她的同事分析了實(shí)驗(yàn)室中不同條件下培養(yǎng)的單個(gè)小鼠 β 細(xì)胞中胰島素分泌的時(shí)間和位置。他們發(fā)現(xiàn)，微管結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性因細(xì)胞而異，并影響響應(yīng)糖分而釋放的胰島素量。具有靜態(tài)穩(wěn)定微管的細(xì)胞釋放的胰島素較少，而微管動態(tài)翻轉(zhuǎn)的細(xì)胞則釋放更多的胰島素。

“糖暴露導(dǎo)致微管結(jié)構(gòu)分解并釋放胰島素，”Trogden 解釋說。“通常，這種釋放發(fā)生在每個(gè)選定的 Beta 細(xì)胞內(nèi)的專門位置。這些位點(diǎn)被稱為胰島素分泌的‘熱點(diǎn)’。”但研究小組發(fā)現(xiàn)，當(dāng) β 細(xì)胞中缺少微管時(shí)，分泌熱點(diǎn)會在多個(gè)隨機(jī)細(xì)胞中而不是僅在選定的細(xì)胞亞群中激發(fā)。胰島素分泌的時(shí)間也會發(fā)生變化，導(dǎo)致胰島素長期過度釋放。

這些微管驅(qū)動的分泌變化與細(xì)胞中鈣的釋放無關(guān)，鈣在調(diào)節(jié)胰島素釋放方面也發(fā)揮作用。這表明有多個(gè)分層系統(tǒng)可以微調(diào)這些細(xì)胞中的胰島素釋放。

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