先天性高胰岛素血症和1型多发性内分泌腺瘤干细胞模型的建立
文献类型：学位论文
| 作者 | 郭东升 |
| 答辩日期 | 2017-05-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 广州生物院 |
| 导师 | 李尹雄 |
| 关键词 | 先天性高胰岛素血症 I型多发性内分泌腺瘤 多能干细胞 胰腺β细胞定向分化 基因编辑 |
| 学位名称 | 理学博士 |
| 学位专业 | 生物化学与分子生物学 |
| 其他题名 | Generation of Stem Cells Models for Congenital Hyperinsulinism and Multiple Endocrine Neoplasia Type I |
| 英文摘要 | 第一部分为先天性高胰岛素血症干细胞模型的建立先天性高胰岛素血症 (Congenital hyperinsulinism, CHI) 是一组由于基因突变引发胰岛β细胞过量分泌胰岛素所导致的高胰岛素低血糖 (hyperinsulinism hypoglycemia) 综合症，其中编码ATP依赖性钾离子通道 (ATP-sensitive potassium channels, KATP) SUR1 亚基的ABCC8基因突变是引发先天性高胰岛素血症的主要原因。本研究利用基因编辑系统CRISPR/Cas9在胚胎干细胞H1中敲除ABCC8基因，然后将突变细胞在体外定向分化成胰腺β细胞试图在体外重现先天性高胰岛素血症的临床表现。主要结果如下：1) 我们筛选得到了一株ABCC8杂合突变细胞和一株纯合突变细胞，ABCC8突变对胚胎干细胞的多能性和分化潜能没有影响，同时在ABCC8突变细胞中没有检测到明显的脱靶，我们成功获得了具有相同遗传背景的细胞系；2) 在向胰腺β细胞定向分化时，ABCC8突变没有影响胰岛素阳性细胞的分化效率，但增加了胰岛素和C-肽的分泌，我们在体外重现了先天性高胰岛素血症过量分泌胰岛素的临床表型；3) 二氮嗪和格列美脲通过与SUR1亚基结合抑制和促进胰岛素的分泌，我们发现二氮嗪抑制正常细胞和纯合突变细胞的胰岛素分泌，格列美脲促进正常细胞和纯合突变细胞的胰岛素分泌，但二氮嗪和格列美脲对纯合突变株的分泌没有影响，表明ABCC8人工突变使其编码蛋白SUR1失去了功能；4) 钾通道激活剂尼可地尔、钙通道抑制剂硝苯地平和生长激素抑制素类似物奥曲肽降低ABCC8突变细胞中的胰岛素分泌；5) 外源ATP、氯化钙和钠钾泵抑制剂乌本苷促进正常细胞、ABCC8杂合突变细胞及纯合突变细胞的胰岛素分泌，表明外源ATP、氯化钙和乌本苷促进胰岛素分泌不是通过KATP通道；6) ABCC8突变降低了胰岛素在低钾和高钾中的分泌速度。综上所述，我们成功构建了先天性高胰岛素血症的干细胞模型并在体外再现了其临床表型，为研究先天性高胰岛素血症提供了基础研究模型。第二部分为 I型多发性内分泌腺瘤干细胞模型的建立I型多发性内分泌腺瘤是 (Multiple Endocrine Neoplasia type I, MEN1) 是由肿瘤抑制基因MEN1突变所引发的在甲状旁腺、胰腺胰岛和垂体前叶等内分泌腺部位生长肿瘤的疾病。诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）的出现为研究MEN1提供了新的契机。本课题研究对象为患有家族性MEN1的一对母子，Son携带MEN1基因杂合突变，Mother携带MEN1基因复合杂合突变，我们收集病人的尿细胞，将其重编程为诱导性多能干细胞，然后进行胰腺β细胞定向分化，结果如下：1) MEN1 iPS细胞碱性磷酸酶阳性，OCT4和NANOG阳性，表达人胚胎干细胞特异表面标记TRA-1-60，多能性基因OCT4、NANOG、SOX2及REX1表达水平与人胚胎干细胞H1相似，拟胚体实验表明MEN1 iPS细胞具有分化成三胚层的能力；2) MEN1突变提高了胰岛素细胞的分化效率，正常细胞的分泌效率为12%，而携带MEN1基因杂合突变的Son细胞为24%，携带MEN1基因复合杂合突变的Mother细胞为45%；3) MEN1突变显著提升了终末分化细胞insulin producing cells (IPCs) 的增殖能力和侵袭能力，但Mother细胞和Son细胞之间没有统计差异；4) MEN1突变显著促进了终末分化细胞insulin producing cells (IPCs) 的死亡，MEN1基因复合突变使细胞死亡更加显著。综上，我们成功获得了MEN1病人的诱导性多能干细胞，并研究了MEN1基因突变对胰腺分化的影响。MEN1 iPS细胞为深入研究MEN1的发病机理提供了一个新的平台。 |
| 学科主题 | 生物化学与分子生物学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 109 |
| 源URL | [http://ir.foo.ac.cn/handle/2SETSVCV/1144]  |
| 专题 | 中国科学院广州生物医药与健康研究院 |
| 作者单位 | 中国科学院广州生物医药与健康研究院 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭东升. 先天性高胰岛素血症和1型多发性内分泌腺瘤干细胞模型的建立[D]. 广州生物院. 中国科学院大学. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：广州生物医药与健康研究院
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