如今，人们经常会使用地塞米松治疗炎症，甚至治疗 COVID-19。这些药物是基于由身体肾上腺产生的皮质醇。在大量使用的情况下，皮质醇激素可抑制免疫系统的炎症和过敏反应，是应激反应的关键组成部分。当您的身体长时间产生过多的皮质醇时（库欣综合征），或在使用地塞米松/泼尼松龙等药物的患者中，均有发展为 II 型糖尿病的风险。
在英国伯明翰大学代谢和系统研究所 (IMSR) 的 Hodson 博士实验室开展并发表在《糖尿病》(Fine et al, 2018) 上的一项研究中，他们发现了一种新的生理机制，内源性糖皮质激素可通过刺激 cAMP 信号传导来维持胰岛素分泌，以维持胰岛β细胞功能。他们证明，在糖皮质激素过量的状态下（已知对β细胞释放胰岛素有害），这种保护性反馈回路会失效，可能导致胰岛素释放受损，从而导致 II 型糖尿病。
Fine 等人利用原位成像方法和生物传感器揭示了，糖皮质激素可通过作用于细胞的电压依赖性 Ca2 + 通道干扰 β 细胞胞质内的 Ca2 + 浓度。但这并不会减少胰岛素分泌，因为糖皮质激素可上调内源性 cAMP 信号，从而增加细胞膜上的胰岛素颗粒数量（本研究中演示的机制图示见原始论文的图 8）。
使用 CrestOptics X-Light 旋转盘采集胰岛图像。特别是，对 Ca2 + 通量、ATP/ADP 比值和 cAMP 水平进行了活体成像（更多详细信息见“显微镜方法”章节）。我们在此报告了使用 Epac2-camps 探针进行旋转盘 FRET 活体成像实验的示例和相关分析（图 A、图 B），这些分析动态报告了不同刺激（例如 g = 葡萄糖；FSK = 福斯高林）条件下的胞质 cAMP（F/Fmin 单位）。如需深入阅读关于由 Fine 及其同事开展的研究，请点击此处阅读整篇出版物。
图 A：Epac2-camps 转导的小鼠胰岛 β 细胞。 使用 X-Light 旋转盘进行延时成像，帧率为 5 秒/帧，总时长约为 25 分钟 (min)。图像和影片用 RedFire Luts 显示。比例尺，100 µm。
第一帧
影片
最后一帧
图 B：对 Epac2-camps 转导的小鼠胰岛 β 细胞进行 FRET 测量。G3=3 mM 葡萄糖（基础）；G11=11 mM 葡萄糖（中度）和 FSK = 福斯高林（阳性对照品）。将 cAMP 归一化为 F/Fmin，其中 F 表示任何给定时间点的荧光，Fmin 表示记录期间的最小荧光（即在基础条件下）。
显微镜法
钙成像（此处未显示数据）
在 37°C 下用 10 mmol/L Fluo8 AM 对胰岛上样 45 分钟，然后洗涤并在缓冲液中再孵育 30 分钟，以进行细胞内酯酶裂解。使用 CrestOptics X-Light 旋转盘和 103/0.4 数值孔径 (NA) 物镜进行成像。在 I=458-482 nm（400 ms 暴露，0.33 Hz）处进行激发，并使用电子倍增电荷耦合装置（光度测定法）在 I=500-550 nm 处检测发射信号。按照 Fluo8 的方法对 Fura2 进行上样，并使用发光二极管（激发 I=340/385 nm，发射 I=470-550 nm）进行成像。
ATP/ADP 和 cAMP 成像
通过使用经 Perceval（激发/发射同 Fluo8）或荧光共振能量转移 (FRET) 探针的腺病毒或通过 cyclic-AMP2 (Epac2)-camps 直接激活的交换蛋白测定 ATP/ADP 比值和 cAMP 反应（激发 I=430-450 nm；发射 I=460-500 nm 和 520-550 nm）。对于 Perceval，葡萄糖浓度从 3 mmol/L 增加至 11 mmol/L，从而产生平台反应。
所有实验均以合乎道德的方式进行，并经相应研究伦理委员会批准。
参考文献
icholas H F Fine, Craig L Doig, Yasir S Elhassan, Nicholas C Vierra, Piero Marchetti, Marco Bugliani, Rita Nano, Lorenzo Piemonti, Guy A Rutter, David A Jacobson, Gareth G Lavery, David J Hodson
Diabetes, 67(2):278-290 (2018 Feb); doi: 10.2337/db16-1356
图片和数据由 David J. Hodson 提供
本应用注释是与 David J. Hodson 和 Cairn Research 合作编写
