《Molecular Metabolism》:GPR180 deficiency impairs mitochondrial function and insulin secretion in pancreatic β-cells
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摘要目的G蛋白偶联受体180(GPR180)与全身能量代谢有关,尤其是在脂肪组织和肝脏中。由于GPR180功能异常会导致全身葡萄糖耐量下降,我们旨在确定GPR180是否调控胰腺β细胞的功能。我们研究了GPR180是否通过调节将葡萄糖感知与线粒体能量产生相联系的代谢过程,从而影响β
摘要
目的
G蛋白偶联受体180(GPR180)与全身能量代谢有关,尤其是在脂肪组织和肝脏中。由于GPR180功能异常会导致全身葡萄糖耐量下降,我们旨在确定GPR180是否调控胰腺β细胞的功能。我们研究了GPR180是否通过调节将葡萄糖感知与线粒体能量产生相联系的代谢过程,从而影响β细胞的胰岛素分泌。
方法
我们对全身性(Gpr180 -/-)以及β细胞特异性Gpr180(bGpr180-KO)基因敲除小鼠进行了表型分析,同时在MIN6细胞中开展了功能获得和丧失研究。通过体内和体外实验方法,包括代谢负荷试验、组织学分析、RNA测序、靶向代谢组学分析、呼吸测定以及透射电子显微镜观察,评估了葡萄糖刺激下的胰岛素分泌情况、胰腺内分泌细胞的结构与特征、转录组及代谢特征以及线粒体功能。
结果
GPR180的缺失会损害第一时相胰岛素分泌并降低葡萄糖耐量,但不会影响胰岛素敏感性。这些缺陷是β细胞自身固有的,在bGpr180-KO小鼠和MIN6细胞中均得到了证实。功能研究显示,GPR180可调控线粒体底物利用、TCA循环的再生支持以及ATP生成,但不会影响葡萄糖摄取或线粒体生物发生。尤其是,Gpr180缺乏的β细胞会出现线粒体膜去极化、氧气消耗减少以及内质网重塑,从而改变局部线粒体微环境。在体内,β细胞中Gpr180的缺失会导致胰岛中线粒体相关基因表达下调,同时也会改变内分泌细胞的特征。
结论
GPR180是一种此前未被发现的调控胰腺β细胞代谢功能及特性的因子,它将胰岛素分泌缺陷与线粒体功能及内分泌细胞特征的改变联系在了一起。
Matus Antal|Tina Dahlby|Peter Makovicky|Anastasiia Novak|Carla Horvath|Daniela Stanikova|Simona Gazova|Radana Brumarova|Eliska Ivanovova|Martina Horejsova|David Friedecky|Olga Krizanova|Marta Novotova|Daniela Gasperikova|Miroslav Balaz|Lucia Balazova
斯洛伐克科学院生物医学研究中心实验内分泌学研究所,斯洛伐克布拉迪斯拉发