高脂饲料联合STZ诱导建立长期稳定2型糖尿病小鼠模型的给药方案研究

目的探讨高脂饲料联合链脲佐菌素(STZ)诱导建立稳定且长期维持的2型糖尿病小鼠模型的优化给药方案,确定最适STZ造模剂量。方法将20只C57BL/6雄性小鼠随机分为正常对照组、STZ 1组、STZ 2组和STZ 3组,每组5只。正常对照组给予普通饲料喂养,STZ 1、2、3组均给予高脂饲料喂养。喂养4周后,正常对照组腹腔注射0.1mL柠檬酸缓冲液,STZ 1、2、3组分别按照3、4、5mL·kg^(-1)腹腔注射1%STZ液,1次·d^(-1),连续3d。观察各组小鼠干预前和干预1~11周后的一般状况(摄食、饮水量、尿量及精神和毛发光泽)、体质量和血糖水平。结果与正常对照组比较,STZ 1、2、3组饮水量、进食量和排尿量增加,血糖均上升。造模11周结束时,STZ1组小鼠体质量显著高于正常对照组(P<0.01),且体质量增加值也高于正常对照组。STZ 2、3组小鼠STZ干预1~11周后体质量与正常对照组比较差异均无统计学意义(均P>0.05),但体质量增加值低于正常对照组;STZ 1、2、3组小鼠血糖值分别为(18.00±5.44)mmol·L^(-1)、(26.47±2.12)mmol·L^(-1)、(16.86±5.02)mmol·L^(-1),随机血糖均显著高于正常对照组(8.57±0.68)mmol·L^(-1)(P<0.05或P<0.01)。结论高脂饲料联合不同STZ剂量可诱导不同程度的糖尿病发生,诱导建立雄性C57BL/6小鼠长期稳定的2型糖尿病模型的最适1%STZ液剂量为4mL·kg^(-1)。

基于超高效液相色谱-质谱联用的代谢组学技术对人纤维肉瘤HT1080细胞铁死亡代谢特征的分析

目的:利用代谢组学筛选铁死亡生物标志物,为铁死亡机制探究提供新思路。方法:以HT1080细胞为研究对象,采用细胞活性实验筛选RSL3的染毒条件。利用基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱的代谢组学技术对RSL3处理的铁死亡诱导组、RSL3和Fer-1共同处理的铁死亡抑制组以及溶剂对照组进行非靶向代谢组学检测,结合主成分分析、偏最小二乘法判别分析、正交偏最小二乘判别分析比较各组间代谢谱的差异,筛选差异代谢物,并对得到的差异代谢物进行代谢通路分析。结果:选择1.000μmol/L的RSL3作用6 h用于实验。共筛选出7-酮基胆固醇、维生素D3、植烷酸等60个铁死亡相关差异代谢物,并发现甘油磷脂代谢、鞘脂类代谢、谷胱甘肽代谢等通路与HT1080细胞铁死亡密切相关。结论:筛选出的差异代谢物有望作为铁死亡的潜在生物标志物,为进一步探讨铁死亡机制提供线索。

金属转运蛋白SLC39A8的功能及作用机制研究进展

SLC39A8,又称为ZIP8,是溶质载体家族39(solute carrier family 39,SLC39;Zrt-and Irt-like proteins,ZIPs)重要成员。近年来,国内外研究在SLC39A8的离子转运及功能机制方面取得重大进展。研究发现,SLC39A8不仅能转运锰、锌、铁和硒等必需微量元素,还可转运重金属镉。人类遗传学及系列转基因小鼠模型表明,SLC39A8突变或缺失引发机体严重锰缺乏,提示锰是SCL39A8的主要功能底物。SLC39A8在机体众多组织器官表达,其中肺、胰腺和胎盘表达量相对较高。有研究报道SLC39A8在免疫功能、胰岛素分泌、骨骼疾病以及肝脏疾病等中发挥重要作用,其中Slc39a8全身敲除可致小鼠胚胎致死。全基因组关联分析发现了SLC39A8的多个多态性位点,其中rs13107325(p.Ala391Thr)位点研究较多,该位点突变与血锰水平降低、青少年特发性脊柱侧凸、精神分裂症、克罗恩病和肠道菌群改变以及心脑血管代谢性疾病等有关。该文就SLC39A8的功能和作用机制研究进展作系统性综述,并对未来研究方向进行讨论和展望。

锰离子转运蛋白的发现及功能机制研究进展

锰是维持人体健康的必需微量元素。锰缺乏或过量均可促发系列重大疾病发生。机体或细胞锰离子的稳态维持受多个锰离子转运蛋白的调控。近年,三个关键的锰离子转运蛋白SLC39A8、SLC39A14和SLC30A10相继被发现,这些基因突变可直接导致锰代谢异常所致的人类遗传病;同时,相关基因敲除或转基因模式动物模型不仅能够模拟人类锰代谢异常的症状,而且可深入研究这些锰离子转运蛋白在器官和细胞内的功能及其分子调控机制,从而开启了锰稳态调控研究的崭新征程。此外,有研究提示二价金属转运蛋白1(DMT1)、膜铁转运蛋白(FPN)、转铁蛋白/转铁蛋白受体系统(TF/Tf R)、TMEM165、分泌型Ca2+通道1(SPCA1)及ATP13A2等膜蛋白也可能参与细胞锰离子转运,使得锰离子的稳态调控变得更为复杂。现就锰转运蛋白的发现及功能机制研究的国内外进展作系统性综述,为后续研究提供新思路。

金属转运蛋白SLC39A14的生理功能及作用机制研究进展

溶质载体家族39(solute carrier family 39,SLC39;Zrt-and Irt-like proteins,ZIPs)作为金属离子转运蛋白家族共包括14个成员,均具有8个跨膜结构域。近年来,国内外研究者围绕SLC39A14(又称ZIP14)的离子转运及生理功能开展了深入研究,提示SLC39A14具有转运Mn^2+、Fe^2+或Zn^2+等二价金属离子的功能,并通过转运Fe^2+而参与细胞铁死亡的发生。携带SLC39A14基因纯合突变的患者表现为锰离子蓄积及年轻型帕金森样体征。此外,有研究报道SLC39A14在肝脏疾病、胰岛素代谢、脂代谢及肌肉疾病中发挥关键作用,为丰富微量元素代谢调控网络及疾病防控提供了重要理论依据。然而,Slc39a14全身敲除与组织特异性敲除小鼠之间的表型不尽相同,因此其在不同组织中的金属离子转运功能及机制尚待深入研究。该文系统综述了SLC39A14在金属离子转运、代谢紊乱疾病和分子调控机制等方面的研究进展,并就未来研究方向进行了展望和讨论。