Ed Phelps, Ph.D. with red and blue islet cell illustration in background

工程研究认识的深化葡萄糖 - 胰岛素相互作用

精选, 生物医学工程j的克雷顿普鲁伊特家庭部, Research & 在novation

GABA释放的从胰腺β细胞UF生物医学工程师发现的交替模式

当胰岛素从β细胞在胰腺到血流中控制血糖水平的分泌,GABA也从细胞中释放平息它们,以便所述细胞可以为胰岛素分泌的下一个脉冲,即制得。具有稳定的胰岛素水平是关键,健康胰腺的运作。加巴β位细胞损伤或从细胞GABA生物合成的释放可以离开胰岛组织容易受到1型相关的功能障碍或炎症和2型糖尿病。

爱德华·菲尔普斯,博士,在助理教授 学家生物医学工程的克雷顿普鲁伊特家庭部 用友,步行者做博士学生在实验室菲尔普斯和跨学科的研究小组开发出一种方法*必须衡量在哪里以及如何氨基丁酸伽玛(GABA)是由胰腺β细胞释放。博士。菲尔普斯和他的同事在发表的论文他们的研究结果 自然代谢,2019 11月15日; 11(1).

GABA出现在胰腺的浓度在大脑中的神经细胞几乎相同的β细胞。在过去的30年里,科学家们认为这GABA从β细胞释放以同样的方式在神经细胞。在大脑中,GABA被存储在在神经细胞的端部的小囊(泡)。当神经冲动刺激在细胞中的轴突传送脉冲到下一个神经细胞囊泡,GABA另外从囊泡分泌。 GABA起到镇静神经,使其准备下一次的冲动。然而,科学家们无法定位β细胞的99%被泡GABA转运,只需从而限制了从β细胞胰腺GABA释放的传统解释。

期间,他在ESTA领域,博士早期研究。费尔普斯指出,是不是打包成胰腺细胞的β内囊泡GABA;相反,它是在整个β细胞均匀分布。这一发现并没有GABA从公测细胞囊泡,博士分泌。菲尔普斯和他的同事们试图另一个途径GABA从β细胞释放。

“有β细胞内和细胞外空间,我们认为是值得调查之间的通道,”菲尔普斯说。 “音量调节阴离子通道(VRAC)是已知用于另一目的。它是用来帮助细胞形状保持通过保持在平衡渗透压的内部和外部细胞及其。当这种平衡被破坏,细胞形状的变化,被称为渗透物小的有机化学品经由信道VRAC帮助从细胞排出的细胞能恢复其形状。当我们人为地在β细胞使用低盐打开ESTA通道,我们发现,ESTA通道传输GABA过去“。

研究人员用高效液相色谱法(HPLC)和GABA的生物传感器细胞试验的组合来测量从人胰岛GABA释放的动力学。在一系列的使用低渗盐水打开通道VRAC实验中,生物传感器是从置于含有β细胞下游容器胰岛。当生物传感器发出的荧光GABA被释放,并通过共聚焦显微镜下观测。

从他们的研究,博士。菲尔普斯和他的同事们能够表明,在人类的胰岛(β细胞):
  1. GABA独立地释放在与在相同体内脉动胰岛素分泌的范围内的频率出现脉冲葡萄糖浓度的和;
  2. GABA是作用于GABA受体可扩散的因子调控β细胞活化其活性(自分泌信号);和
  3. GABA的生成和释放的能调节胰岛素分泌的时间间隔。

这些发现以前未描述在胰岛的是,也许多其他细胞以扩展已知利用GABA信号类型和组织代表自分泌信号的一个模式。 “作为对我们所做的,并显示重复的结果其他研究人员构建,我们将开辟生物医学研究的科学家的全新领域可以调查,包括治疗糖尿病和对防御潜在的自体免疫活动可能的新的治疗方法,”菲尔普斯结束。

“这些结果在该领域最负盛名的期刊之一的出版, 自然代谢,是说明正在由博士传导的研究的重要性和同行的尊重一项重大成就。菲尔普斯和他的同事们。通过多学科协作像这样,在生物医学工程教授佛罗里达大学是推动科技进步托换医疗创新的边界,这影响我们所有人,“评论 克里斯蒂娜·施密特博士教授,J。克雷顿普鲁伊特家庭椅子和系主任,J。生物医学工程的克雷顿普鲁伊特家庭部。

阿甘大师,博士,在工程的赫伯特·沃特海姆学院的研究和设施的副院长说,“在我们的努力,继续为发展在全国领先的大学之一,工程的赫伯特·沃特海姆学院已-在招募有才华的早期职业生涯的教师像医生。菲尔普斯关键要在工程,科学和医学的影响。他的工作,GABA释放途径是我们如何将新的发现和创新的一个例子继续塑造那医疗保健的未来。“

*此项目是由博士团队之间的协作领导。爱德华·菲尔普斯在美国佛罗里达州,博士的大学。亚历杭德罗·凯塞多在迈阿密,和博士的大学。 Steinunn Baekkeskov在瑞士洛桑科技的瑞士联邦理工学院(EPFL)。这项研究是由卫生和JDRF全国学院(一个非盈利性组织资金1型糖尿病研究),以及其他资金来源的主要研究文章已确认资助。上发表的论文,博士后研究员,博士共同第一作者。从迈阿密大学Danusa Menegaz,是目前在巴西圣保罗州立大学(UNESP)。 DRS。菲尔普斯,凯塞多Baekkeskov并作为通讯作者。

分享