C2C12細(xì)胞近膜區(qū)域GLUT4囊泡的胰島素應(yīng)激性運(yùn)動(dòng)研究.pdf

1、Ⅱ型糖尿病是一種病理機(jī)制復(fù)雜的代謝紊亂疾病，胰島素抵抗是它的重要特征及致病因素之一。在Ⅱ型糖尿病中，胰島素抵抗會(huì)導(dǎo)致肌肉組織對(duì)血漿葡萄糖攝取障礙，同時(shí)引起胰臟胰島素分泌功能損傷，最終導(dǎo)致機(jī)體血糖濃度失調(diào)。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)是機(jī)體利用及攝取葡萄糖的限速環(huán)節(jié)，該過程中細(xì)胞分子機(jī)制已成為糖尿病研究的重要目標(biāo)。哺乳動(dòng)物中，葡萄糖攝取的重要載體-葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(GLUT4)主要在肌細(xì)胞、脂肪細(xì)胞中表達(dá)。機(jī)體通過調(diào)解GLUT4從胞內(nèi)富集區(qū)域到膜表面轉(zhuǎn)運(yùn)來

2、調(diào)解骨骼肌等細(xì)胞的葡萄糖攝取。作為胰島素通路等眾多調(diào)控通路的最終效應(yīng)單位，GLUT4對(duì)于機(jī)體維持葡萄糖內(nèi)穩(wěn)態(tài)起關(guān)鍵作用，是研究糖尿病的重要靶點(diǎn)。大量GLUT4相關(guān)研究集中在利用生物化學(xué)方法對(duì)胰島素調(diào)控通路以及分子轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行檢測，然而對(duì)于這個(gè)重要靶點(diǎn)，更高水平的實(shí)時(shí)檢測技術(shù)以及對(duì)GLUT4具體轉(zhuǎn)運(yùn)過程的深入探討顯得越來越重要。 本研究以骨骼肌細(xì)胞作為重要的機(jī)體葡萄糖吸收、儲(chǔ)存以及利用的重要靶細(xì)胞和相關(guān)胰島素調(diào)控通路的調(diào)控機(jī)制為理論依

3、據(jù)，選取骨骼肌細(xì)胞系C2C12作為研究對(duì)象，建立基于全內(nèi)反射熒光顯微技術(shù)及激光共聚焦掃描顯微技術(shù)的C2C12細(xì)胞GLUT4熒光示蹤實(shí)時(shí)近膜觀測模型；測定細(xì)胞內(nèi)GLUT4囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)過程，討論從分布到轉(zhuǎn)運(yùn)到錨定融合等時(shí)間／空間層次機(jī)制，確定轉(zhuǎn)運(yùn)特征，融合等識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)；探討胰島素刺激條件下，相關(guān)物理狀態(tài)變化。 通過實(shí)驗(yàn)研究得出以下結(jié)果： 1.基礎(chǔ)狀態(tài)下GLUT4 大部分分布于細(xì)胞核附近的高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)附近； 2.與脂肪細(xì)胞

4、相關(guān)結(jié)論不同，C2C12細(xì)胞中GLUT4與IRAP并非裝配在相同的運(yùn)載囊泡中； 3.獲取C2C12細(xì)胞GLUT4囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的實(shí)時(shí)圖像，并研究了轉(zhuǎn)運(yùn)的運(yùn)動(dòng)特征：沿一定軌跡在近膜區(qū)域進(jìn)行不同距離的轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，具有雙向運(yùn)動(dòng)性以及同一路徑的運(yùn)動(dòng)特性，囊泡在質(zhì)膜發(fā)生融合； 4.在胰島素的刺激下GLUT4囊泡的轉(zhuǎn)運(yùn)活動(dòng)變得更加劇烈。本研究建立C2C12細(xì)胞GLUT4近膜區(qū)域?qū)崟r(shí)檢測平臺(tái)，對(duì)GLUT4轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)空特性進(jìn)行了探討，為尋找新的糖尿