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.2012年11月；61(11):2763-75.
doi:10.2337/db12-0123。 Epub 2012年7月6日。

死亡蛋白5和p53上调的细胞凋亡调节剂介导内质网应激线粒体对话触发脂中毒啮齿动物和人类β细胞凋亡

丹尼尔·A·库尼亚 1, 玛丽亚娜·伊戈利洛·史蒂夫, 埃斯特班·古尔佐夫, 卡拉·M·日尔曼诺, 纳吉布·纳曼, 伊萨内·马霍夫（Ihsane Marhfour）, Makiko Fukaya先生, Jean-Marie Vanderwinden女士, 康尼·吉塞曼, 香塔尔·马修, 洛雷拉·马塞利, 皮耶罗·马切蒂, 希瑟·P·哈丁, 大卫·罗恩, 德西奥·埃齐里克, 米里亚姆·科诺
附属公司

死亡蛋白5和p53凋亡预调节调节剂介导内质网应激-线粒体对话触发脂毒性啮齿动物和人β细胞凋亡

丹尼尔·A·库尼亚等。 糖尿病. 2012年11月.

摘要

环境因素，如富含饱和脂肪的饮食，会导致糖尿病患者胰岛β细胞的功能障碍和死亡。饱和脂肪酸在β细胞中引发内质网应激。在这里，我们表明棕榈酸诱导的β细胞凋亡是由固有的线粒体途径介导的。通过微阵列分析，我们确定了棕榈酸酯触发的内质网应激基因表达特征以及BH3-only蛋白死亡蛋白5（DP5）和p53预调节凋亡调节剂（PUMA）的诱导。敲除任一蛋白都会降低大鼠和人β细胞中细胞色素c的释放、caspase-3的激活和凋亡。DP5的诱导依赖于肌醇需要酶1（IRE1）依赖的c-Jun NH⁄末端激酶和PKR-like ER激酶（PERK）诱导的激活转录因子（ATF3）与其启动子结合。PUMA的表达也依赖于PERK/ATF3，通过tribbles 3（TRB3）调节AKT抑制和FoxO3a激活。DP5（-/-）小鼠可免受高脂饮食诱导的糖耐量下降的影响，并且胰腺β细胞质量增加了两倍。本研究阐明了脂毒性内质网应激与导致糖尿病β细胞死亡的线粒体凋亡途径之间的相互作用。

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图1。
图1。
棕榈酸酯通过线粒体途径诱导细胞凋亡。A类：将INS-1E细胞暴露于棕榈酸酯中24小时并进行细胞色素染色的典型免疫荧光图像c（绿色）和DNA（带有Hoechst 33342，蓝色）（bar 20μm）。B类：用棕榈酸酯处理24小时的INS-1E细胞的代表性免疫荧光图片，并染色Bax（红色）、ATP合成酶β（绿色）和DNA（Hoechst，蓝色）（条形代表20μm）。箭头指向Bax易位到线粒体的细胞。C类：线粒体Bax易位或细胞色素的INS-1E细胞百分比c棕榈酸酯处理指定时间后的释放(n个= 3–4).D类：用棕榈酸酯处理24小时的INS-1E细胞的共焦显微镜，并对Bax（绿色）、ATP合成酶β（红色）和DNA（Hoechst，蓝色）进行染色(顶部). 通过共焦显微镜图像中的线扫描测量3个对照细胞和4个棕榈酸酯处理细胞的Bax和ATP合成酶β的荧光强度散点图。线性回归显示棕榈酸酯处理的细胞紧密相关(右下角)与控制条件相比(左下角)，提示Bax易位到线粒体。E类：在棕榈酸盐处理的INS-1E细胞中，通过蛋白质印迹分析胱天蛋白酶9和3激活的时间过程。显示了3个独立实验的代表性印迹*P（P）与对照组相比<0.05。（该图的高质量数字表示可在在线期刊上获得。）
图2。
图2。
棕榈酸酯诱导DP5（DP5）表达有助于β细胞死亡。A类：时间进程分析DP5（DP5）油酸或棕榈酸处理的INS-1E细胞中mRNA的表达(n个= 4).B类:DP5（DP5）转染阴性或阴性的INS-1E细胞的mRNA表达DP5（DP5）siRNA和棕榈酸处理16小时(n个= 5).C类：细胞质细胞色素c转染阴性（N）或DP5（DP5）（D） siRNA和棕榈酸酯处理16 h。凋亡诱导因子（AIF）的表达被用作线粒体控制，β-肌动蛋白被用作细胞质控制，α-微管蛋白被用作caspase 3印迹的蛋白质负载控制。右侧的单独斑点显示了非细胞溶质部分，包括线粒体，用作细胞色素的阳性对照c和AIF印迹。显示了5个独立实验的代表性印迹。D类：转染阴性或阴性的INS-1E细胞的凋亡DP5（DP5）siRNA，然后用油酸盐或棕榈酸酯处理16小时(n个= 3–4).E类:DP5（DP5）转染阴性或阴性大鼠β细胞的mRNA表达DP5（DP5）siRNA并用棕榈酸酯处理24小时，然后评估细胞凋亡(n个= 4).F类：通过敲除分散的人类胰岛细胞中的DP5，防止棕榈酸诱导的细胞死亡。用转染细胞第5页siRNA和2天后暴露于棕榈酸酯24小时(n个= 4). GAPDH，甘油醛-3-磷酸脱氢酶*P（P）对于未处理的细胞，<0.05#P（P）< 0.05.
图3。
图3。
棕榈酸酯诱导彪马表达有助于β细胞死亡。A类：时间进程分析彪马油酸和棕榈酸处理的INS-1E细胞中mRNA的表达(n个= 4).B类:彪马转染阴性或阴性的INS-1E细胞的mRNA表达彪马siRNA和棕榈酸处理16小时(n个= 5).C类：细胞质细胞色素c转染阴性（N）或彪马（P） siRNA和棕榈酸酯处理16h后，以凋亡诱导因子（AIF）的表达作为线粒体控制，以β-肌动蛋白作为细胞质控制，以α-微管蛋白作为裂解caspase 3印迹的蛋白载量控制。右侧的单独斑点显示了非细胞溶质部分，包括线粒体，用作细胞色素的阳性对照c和AIF印迹。显示了5个独立实验的代表性印迹。D类：转染阴性或阴性的INS-1E细胞的凋亡彪马siRNA，然后用油酸盐或棕榈酸酯处理16小时(n个= 3–4).E类:彪马转染阴性或阴性大鼠β细胞的mRNA表达彪马siRNA并用棕榈酸酯处理24小时，然后评估细胞凋亡(n个= 4).F类：对分散的人胰岛细胞中PUMA敲低引起的棕榈酸诱导的细胞死亡的保护作用。用转染细胞彪马siRNA和2天后暴露于棕榈酸酯24小时(n个= 4). GAPDH，甘油醛-3-磷酸脱氢酶*P（P）对于未处理的细胞，<0.05#P（P）< 0.05.
图4。
图4。
JNK激活有助于DP5（DP5）棕榈酸酯对β细胞的诱导作用。A类:DP5（DP5）转染INS-1E细胞的启动子研究DP5（DP5）不同长度的启动子片段(左边)和对照质粒CMV-RL，然后用棕榈酸酯处理16h。萤火虫荧光素酶（LUC）活性归一化为肾素荧光素酸酶活性，并表示为对照的折叠诱导(n个= 4).B类：用棕榈酸酯或JNK抑制剂SP600125（10μmol/L）处理16 h的INS-1E细胞中的JNK和c-Jun磷酸化。显示了3个独立实验的代表性印迹。C类:DP5（DP5）全基因转染INS-1E细胞的启动子研究DP5（DP5）启动子并用JNK抑制剂SP600125处理B类(n个= 4).D类:DP5（DP5）INS-1E细胞的mRNA表达(左边)或原代β细胞(正确的)在有无SP600125的情况下，分别暴露于棕榈酸酯16小时或24小时(n个= 4).E类：ChIP显示的绑定第页-c-Jun至DP5（DP5）用棕榈酸（PAL）处理或不处理（CTL）4h的INS-1E细胞中的启动子(n个= 3). 样品与第页-c-Jun抗体（IP）或山羊血清（血清，阴性对照）。输入的是样本中的总DNA。显示了3个独立实验的代表性图像。甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）启动子作为阴性对照。F类：用阴性（N）或IRE1α（I）siRNA转染INS-1E细胞，并在3天后用棕榈酸盐处理指定的时间。显示了IRE1α蛋白表达和JNK蛋白磷酸化的代表性印迹（n=4）。G公司和H（H）：JNK磷酸化(G公司)和DP5（DP5）mRNA表达(H（H）) (n个=3–4）在用棕榈酸和/或IRE1抑制剂4µ8C（25μmol/L）处理16小时的INS-1E细胞中G公司，显示了4个独立实验的代表性图像*P（P）对于未处理的细胞，<0.05#P（P）< 0.05.
图5：。
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PERK-ATF3途径调节DP5（DP5）和彪马表达。A类：转染阴性、ATF3或PERK siRNA的INS-1E细胞的PERK和ATF3蛋白表达，并在棕榈酸酯（PAL）或未处理（CTL）处理3天后处理16小时。显示了3个独立实验的代表性印迹。B类：DP5（DP5）和彪马INS-1E细胞的mRNA表达A类(n个= 4).C类:DP5（DP5）和彪马转染阴性、ATF3或PERK siRNA的原代大鼠β细胞的mRNA表达以及棕榈酸处理24小时后3天的表达。D类：ChIP显示ATF3与DP5（DP5）棕榈酸（PAL）处理或不处理（CTL）8小时后INS-1E细胞中的启动子(n个= 3). 样品与ATF3抗体（IP）或山羊血清（血清，阴性对照）孵育。输入的是样本中的总DNA。甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）启动子作为阴性对照。显示了3个独立实验的代表性图像。E类：转染阴性（N）或ATF3（A3）siRNA并用棕榈酸酯处理16h的INS-1E细胞的ATF3和TRB3蛋白表达。显示了3个独立实验的代表性印迹。F类：转染阴性（N）或TRB3（T）siRNA的INS-1E细胞中FoxO3a和AKT蛋白磷酸化和TRB3蛋白表达，并用棕榈酸酯（PAL）处理或不处理（CTL）指定时间。显示了4个独立实验的代表性印迹。G公司:DP5（DP5）和彪马转染阴性或TRB3 siRNA并用棕榈酸酯处理16 h的INS-1E细胞中mRNA的表达(n个= 4).H（H）：转染INS-1E细胞的细胞凋亡G公司(n个= 4). *P（P）与未处理的细胞相比<0.05#P（P）< 0.05.
图6。
图6。
棕榈酸酯诱导的FoxO3a激活调节DP5（DP5）和彪马表达。A类：接触棕榈酸酯的INS-1E细胞FoxO3a和AKT磷酸化的时间-过程分析。显示了5个独立实验的代表性印迹。B类和C类：代表性免疫荧光图片(B类，bar表示20μm）和量化(C类)用棕榈酸酯（PAL）处理INS-1E细胞的FoxO3a阳性细胞核达指定时间。在B类，FoxO3a染成红色，DNA染成蓝色(n个= 3).D类：ChIP显示FoxO3a与DP5（DP5）和彪马与未经处理的细胞（CTL）相比，用棕榈酸酯（PAL）处理INS-1E细胞4h的启动子。样品与FoxO3a抗体（IP）或山羊血清（血清，阴性对照）孵育。输入的是样本中的总DNA。甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）启动子作为阴性对照。显示了3个独立实验的代表性图像。E类：用靶向FoxO3a（F1和F2）的阴性或两种不同siRNAs转染INS-1E细胞，然后用棕榈酸处理16小时后，FoxO3a蛋白表达(n个= 3–4).F类:DP5（DP5）和彪马INS-1E细胞中mRNA的表达E类.G公司：主要发现的示意图；有关详细信息，请参阅文本。粗箭头向上表示棕榈酸酯处理诱导，粗箭头向下表示下调*P（P）<0.05，针对未处理的细胞#P（P）< 0.05. （该图的高质量数字表示可在在线期刊上获得。）
图7。
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第5页敲除小鼠部分免受HFD诱导的糖耐量受损的影响。A类：重量增加或DP5（DP5）−/−接受标准食物（C，虚线)和HFD(全线)都是类似的。B类：腹膜内胰岛素耐受试验期间的血糖水平(n个= 8–15).C类和D类：血糖(C类)和血浆胰岛素(D类)腹腔葡萄糖耐量试验期间的水平(n个= 8–15).E类和F类：葡萄糖刺激胰岛素分泌(E类)和胰岛素含量(F类)在分离的胰岛中，以总蛋白含量标准化。在所有条件下，16.7 mmol/L葡萄糖下的胰岛素分泌均显著高于1.7 mmol/L(P（P）< 0.01;n个= 4).G公司：WT和DP5（DP5）−/−用0.5 mmol/L棕榈酸酯处理小鼠胰岛2天(n个= 3).H（H）：在WT和DP5（DP5）−/−小鼠在食物或HFD上总共停留25周(n个= 5–6).我：在喂食HFD的小鼠中，每个胰岛Ki67阳性（分裂）β细胞的数量增加(n个= 3–4).J型：测量β-细胞核拥挤度以评估β-细胞肥大(n个= 3–4). *P（P）同一饮食中不同基因型之间的比较<0.05#P（P）食物和HFD之间的比较<0.05。§P（P）<0.05，如图所示。
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    1. Butler AE、Janson J、Bonner-Weir S、Ritzel R、Rizza RA、Butler PC。2型糖尿病患者的β细胞缺陷和β细胞凋亡增加。糖尿病2003；52:102–110-公共医学
    1. Swinburn BA、Boyce VL、Bergman RN、Howard BV、Bogardus C.皮马印第安人和白人现代高脂肪饮食导致的碳水化合物代谢和脂蛋白变化恶化。临床内分泌代谢杂志1991；73:156–165-公共医学
    1. Kaiyala KJ、Prigeon RL、Kahn SE、Woods SC、Porte D，Jr、Schwartz MW。β细胞功能降低导致高脂喂养导致肥胖狗的糖耐量受损。美国生理学杂志1999；277:E659–E667-公共医学
    1. Cnop M、Hannaert JC、Hoorens A、Eizirik DL、Pipeleers DG。胰岛细胞中游离脂肪酸的细胞毒性与细胞甘油三酯积累之间的反向关系。糖尿病2001；50:1771–1777-公共医学

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