Distinct glucose-dependent stress responses revealed by translational profiling in pancreatic beta-cells

doi:10.1677/joe.1.06898

.2007年1月；192(1):179-87.

doi:10.1677/joe.1.06898。

胰腺β细胞翻译谱显示出不同的葡萄糖依赖性应激反应

伊莎贝尔·C·格林曼¹, 伊迪丝·戈麦斯, 克莱尔·E·J·摩尔, 特伦斯·P·赫伯特

附属公司

PMID： 17210755
预防性维修识别码：项目经理1831533
内政部： 10.1677/约1.06898

胰腺β细胞翻译谱揭示不同的葡萄糖依赖性应激反应

伊莎贝尔·C·格林曼等。内分泌杂志. 2007年1月.

.2007年1月；192(1):179-87.

doi:10.1677/joe.1.06898。

作者

伊莎贝尔·C·格林曼¹, 伊迪丝·戈麦斯, 克莱尔·E·J·摩尔, 特伦斯·P·赫伯特

附属

¹莱斯特大学细胞生理学和药理学系，英国莱斯特大学路莫里斯休克医学大楼。

PMID： 17210755
预防性维修识别码：项目经理1831533
内政部： 10.1677/约1.06898

摘要

在胰岛β细胞中，葡萄糖浓度急性升高（1小时内）后，大量蛋白质的表达发生迅速变化。许多这些蛋白质的表达变化是由转录后机制通过增加或减少现有转录物的翻译速率来介导的。这些蛋白质的合成随着葡萄糖的变化而迅速上调或下调，对于建立对血糖浓度变化的正确反应可能很重要。然而，这些蛋白质中的绝大多数仍然未知。因此，为了鉴定这些蛋白质，我们分析了从0.5或20 mM葡萄糖孵育1小时的小鼠胰岛素瘤6细胞中分离出的与多聚体相关的mRNA水平的变化（即积极翻译mRNA）。使用affymetrix寡核苷酸微阵列（翻译图谱）分析葡萄糖对多体mRNA水平的影响。这项研究表明，随着葡萄糖浓度的变化，与多聚体相关的313个转录物的丰度变化了1.5倍以上，其中37个转录物丰度变化超过了2倍。大多数转录物编码与代谢或基因表达相关的蛋白质。更详细的分析表明，一些编码与氧化应激诱导相关蛋白的mRNA，包括硫氧还蛋白-2和硫氧还毒素相互作用蛋白，在高糖浓度下迅速重新分布到较重的多聚体上，表明其表达增加。在低葡萄糖浓度下，当蛋白质合成的总速率较低时，许多编码整合应激反应蛋白的mRNA，包括ATF4和CHOP10，与较重的多聚体相关，表明其表达上调。总之，翻译图谱显示，无论是在低葡萄糖浓度下还是在高葡萄糖浓度下，β细胞都会迅速增加特定蛋白质亚群的合成，这些蛋白质亚群可能对维持β细胞的完整性和在营养应激条件下的生存很重要。

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数字

图1
葡萄糖刺激MIN6细胞分泌胰岛素。将MIN6细胞在含有0.5 mM葡萄糖的KRB中预培养1小时，然后在含有0.5或20 mM葡萄糖之KRB内再培养1小时。用ELISA法测定上清液中胰岛素的分泌量。

图2
多体mRNA的功能分类，其水平随着葡萄糖浓度的增加而变化超过2倍或1.5倍。使用NCBI数据库对水平变化超过1.5倍（a）或2倍（b）的多体mRNA进行功能分类(网址：www.ncbi.nlm.nih.gov)根据已知的细胞功能或序列相似性来确定已知功能的基因。每个分类组的比例表示绘制在饼图上。

图3
与氧化应激相关的mRNA的多聚体分析。将MIN6细胞在含有0.5 mM葡萄糖的KRB中预培养1小时，然后在含有0.5或20 mM葡萄糖之KRB内再培养1小时。（a）用20–50%蔗糖梯度溶解细胞并进行多糖体分析。梯度从顶部（分数1）分馏到底部（分数20）。（a.）。我)在254nm处连续测量梯度的吸光度，以给出多聚体轮廓。（a.）。*ii（ii）*)从每个组分中分离出RNA，并在1%琼脂糖-甲醛凝胶上运行。将RNA转移到尼龙膜上并探测所示的mRNA。给出的结果代表了三个单独的实验。（b）裂解细胞并分离总RNA。然后将RNA在1%琼脂糖甲醛凝胶上运行，转移到尼龙膜上并探测特定的mRNA，如图所示。用ImageJ对northern印迹中观察到的低血糖和高糖浓度之间的折叠变化进行量化。该图中给出的结果代表了三个单独的实验。

图4
葡萄糖调节蛋白表达。MIN6细胞在KRB中以0.5或20 mM葡萄糖孵育，孵育时间为指定时间。细胞裂解物样品在SDS-聚丙烯酰胺凝胶上运行，然后使用ATF4、c-Jun、TrxIP和GPx4抗血清进行免疫印迹。

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