FTP5通过抑制Cdk5活性调节胰岛β细胞的胰岛素分泌

目的探讨FTP5通过抑制周期素依赖性蛋白激酶(Cdk5)活性调节高糖环境下胰岛β细胞分泌胰岛素的作用。方法体外培养小鼠胰岛β细胞株(Min6细胞)。①体外抑制实验。将Cdk5活性抑制肽(CIP)和P5蛋白与Cdk5+p25激酶在试管混匀测定酶的活性,分为:p25+Cdk5组、p25+Cdk5+CIP组,p25+Cdk5+P5组。②细胞内试验。应用腺病毒表达空载体(EV),含有p5的重组腺病毒(p5)、和FITC-TAT合成的短肽(FTP5),分别转染细胞并给不同浓度的葡萄糖3 mmol(低糖,LG)和25 mmol(高糖,HG)刺激,分组为LG+EV组、HG+EV组、HG+FTP5组、HG+p5组。用免疫印迹和免疫荧光检测Cdk5和p35等蛋白表达,同位素标记测定Cdk5的活性,酶联免疫吸附试验测定胰岛素的分泌水平。结果 p5与CIP均可抑制Cdk5的活性,且前者的抑制作用更强;①高糖可以诱发p35表达增高,抑制胰岛素分泌;②FTP5和p5均抑制在高糖(25 mmoL)刺激下的Cdk5活性、恢复胰岛素的分泌,FTP5的作用更强(P<0.05)。结论 FTP5可以抑制Cdk5的过度活性,恢复胰岛素分泌,在2型糖尿病治疗中可能有潜在的广阔前景。

Cdk5活性抑制肽CIP对糖尿病治疗作用机制的相关研究

目的探讨周期性依赖性蛋白激酶5(Cdk5)的活性抑制肽(CIP)在糖尿病中的治疗作用及其机制。方法体外培养Min6小鼠胰岛细胞(以下简称胰岛细胞),应用基因克隆CIP质粒,转入腺病毒,转染细胞。根据是否导入CIP基因分为空载体组(EV组)和CIP转染组。应用不同浓度的葡萄糖(5 mmoL/l和25 mmol/L)刺激胰岛细胞,分为EV+5 mM组、EV+25 mM组、CIP+5 mM组、CIP+25 mM组。用免疫印迹和免疫荧光检测基因的表达和细胞凋亡情况,同位素标记测定酶的活性,酶联免疫吸附试验(ELISA)测定胰岛素的分泌水平。体内试验,正常小鼠、糖尿病小鼠组、CIP+糖尿病小鼠组,喂养14周时腹腔内注射EV和CIP病毒,检测各组小鼠体重、血糖、糖化血红蛋白指标及各种分子病理实验。结果在同样浓度的高糖刺激Min6细胞下,Cdk5的活性在CIP组较EV组明显受到抑制(P<0.01);高糖(HG)+EV组较低糖(LG)+EV组细胞凋亡相关蛋白表达增加(P<0.01),而转染了CIP基因细胞的凋亡相关蛋白较HG+EV细胞明显下降(P<0.01);胰岛素基因的表达和分泌在EV组高糖刺激6 h的细胞较2 h的细胞明显降低,而转染CIP的细胞较EV细胞胰岛素基因的表达和分泌均明显升高(P<0.01);体内试验结果显示,体重、血糖和糖化血红蛋白指标,在db/db组与db/db+CIP组差异无统计学意义(P>0.05);细胞凋亡蛋白在db/db+CIP组较db/db组明显降低;胰岛素基因的表达db/db+CIP组较db/db组明显增高。结论 CIP可以降低Min6细胞由于高糖导致的Cdk5的过度活性,抑制胰岛细胞的凋亡,恢复胰岛素的分泌,这可能是CIP在糖尿病中起到保护性作用的机制之一。

以Cdk5为靶点探讨Cdk5活性抑制肽CIP在神经细胞和胰岛β细胞的作用机制

目的探讨周期性依赖性蛋白激酶5(Cdk5)的活性抑制肽(CIP)在老年退行性疾病中的治疗作用及其机制。方法体外培养大鼠E18胚胎大脑皮质神经元细胞(以下简称神经细胞)和Min6小鼠胰岛细胞(以下简称胰岛细胞)。应用基因克隆CIP质粒,转入腺病毒,转染细胞。(1)根据是否导入CIP基因分为空载体组(EV组)和CIP转染组。(2)应用双氧水(H2O2)刺激神经细胞;应用不同浓度的葡萄糖(5mmol/L和25mmol/L)刺激胰岛细胞,分为对照组、H2O2组(或高糖组)、H2O2+CIP组(或高糖+CIP组)。用免疫印迹和免疫荧光检测基因的表达和细胞凋亡情况;同位素标记测定酶的活性;酶联免疫吸附试验(ELISA)测定胰岛素的分泌水平。结果 H2O2刺激神经细胞1h后,可诱发p25表达,引起Cdk5过度活性,导致Tau蛋白过度磷酸化从而诱发细胞凋亡增多。CIP转染组较H2O2组Cdk5的活性降低(P<0.01);Tau蛋白以及凋亡相关蛋白的表达水平也降低(P均<0.01);高糖刺激神经细胞4h,诱发p35表达增多,使Cdk5活性增高而抑制胰岛素的表达和分泌。CIP转染组较高糖组Cdk5的活性降低(P<0.01);胰岛素的表达量和胰岛素的分泌水平亦明显增高(P<0.01)。结论 (1)在神经细胞中,CIP可以降低由于p25导致的Cdk5的过度活性,减少Tau蛋白的过度磷酸化,从而保护神经细胞,减少凋亡;(2)在胰岛细胞中,CIP通过抑制高糖引起的Cdk5过度激活状态,增加胰岛素的分泌。这可能是CIP在老年退行性疾病中起到保护性作用的机制之一。因此,CIP可能成为一个非常有前景的治疗老年退行性疾病(如老年痴呆和糖尿病)的新药物。

Cdk5在肾小球足细胞中的表达及作用

目的研究周期素依赖性蛋白激酶-5(Cdk5)及其激活剂p35在肾小球足细胞中的表达及作用。方法分别培养原代小鼠神经细胞、原代小鼠分化成熟的离体足细胞(简称足细胞)以及人胚肾细胞(HEK293细胞),应用免疫印迹、免疫沉淀及同位素标记等方法检测Cdk5、p35的表达及Cdk5的活性;以原代小鼠分化成熟的离体足细胞为研究对象,分为正常组、ROS组(Cdk5活性抑制组)、Cdk5 siRNA组(Cdk5表达沉默组),观察Cdk5的表达及活性,并应用Cdk5 siRNA、Cdk5化学抑制剂-Roscovitine进行抑制实验。结果离体培养原代小鼠分化成熟的足细胞中均有Cdk5及p35蛋白的表达;Cdk5在足细胞中具有活性;沉默Cdk5表达、应用Cdk5活性抑制剂Roscovitine抑制Cdk5活性后,可引起足细胞特异性标志物WT1的表达减少,说明足细胞受到损伤,数量减少。结论 Cdk5的表达及活性在维持正常足细胞功能中起重要作用。