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斑马鱼胚胎胰腺β细胞内钙离子动态的活体监测

DOI：10.1080/19382014.2018.1540234 期刊：Islets 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 评估胰岛细胞对葡萄糖刺激的反应对于理解β细胞功能至关重要。斑马鱼是研究代谢（包括胰腺刺激-分泌偶联）的理想模型。我们利用转基因斑马鱼胚胎，在胰腺β细胞中表达基因编码的钙离子传感器，以监测葡萄糖诱导胰岛素分泌的关键步骤——细胞内[Ca2+]i升高。对[Ca2+]i的体内和离体分析表明，β细胞对葡萄糖的反应性在胚胎发育后期已完全建立，且胚胎β细胞也能响应游离脂肪酸和氨基酸刺激。整胚活体成像进一步显示，间接葡萄糖给药（如卵黄注射）会导致β细胞[Ca2+]i反应缓慢且不同步，而静脉葡萄糖注射则引发即刻的全胰岛同步[Ca2+]i波动。最后我们证明，CaV1.2通道基因cacna1c突变体胚胎会出现高血糖表型，该表型与β细胞中不依赖葡萄糖的[Ca2+]i波动相关。这些数据揭示了cacna1c在斑马鱼β细胞特异性刺激-分泌偶联中的新核心作用，并证明我们提出的新方法——活体监测胚胎β细胞[Ca2+]i动态——将有助于深化对健康及疾病状态下β细胞生理功能的认知。
作者： Reka Lorincz，Christopher H. Emfinger，Andrea Walcher，Michael Giolai，Claudia Krautgasser，Maria S. Remedi，Colin G. Nichols，Dirk Meyer
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为评估胰岛细胞对葡萄糖刺激的反应并了解斑马鱼中β细胞功能，重点关注作为葡萄糖诱导胰岛素分泌关键步骤的细胞内Ca2+动力学。

研究成果

该研究表明，斑马鱼β细胞在发育早期即对葡萄糖产生反应，且CaV1.2在β细胞刺激-分泌偶联中起核心作用。这种新型活体成像方法为研究健康与疾病状态下β细胞生理功能提供了重要工具。

研究不足

该研究受限于组织深度和运动导致的体内单细胞分辨率无法实现。静脉葡萄糖同步激发β细胞反应的机制仍属推测。斑马鱼与哺乳动物间葡萄糖代谢的差异可能影响研究结果的转化性。

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