英国伯明翰大学代谢与系统研究所（IMSR）的霍德森博士实验室最近进行了一项研究，发现b细胞成熟度的细微差异有助于胰岛功能和胰岛素的释放，此研究已发表在《Nature Communications》期刊(Nasteska et al, Nat Commun, 2021)上。重组遗传和化学动力学破坏策略被用于改变胰岛中PDX1LOW/MAFALOW不成熟b细胞和PDX1HIGH/MAFAHIGH成熟b细胞之间的比率。值得注意的是，胰腺/双体合气盒蛋白1（PDX1）和V-maf肌肉细胞纤维瘤同源A（MAFA）是转录因子，其表达水平对b细胞的识别、发育和成熟至关重要。PDX1和MAFA都通过结合胰岛素基因驱动的调节元素来行动，这对受葡萄糖刺激的胰岛素分泌非常重要。
在成年人的胰岛中，有一个成熟和不成熟细胞的异质种群。Nasteska等人证明，保持细胞成熟度的异质性对于维持正常的胰岛功能至关重要。特别是，一个关键的胰岛功能是由葡萄糖调节的胰岛素分泌，在细胞水平上，它由Ca2+管道开口触发，与葡萄糖代谢和ADP/ATP生成有关。简言之，作者提供了证据，证明PDX1低/MAFA低和PDX1高/MAFA高的细胞有助于适当的胰岛功能和胰岛素释放。值得注意的是，这项研究还对理解II型糖尿病（即长期以高血糖水平为特征的疾病）背后的机制带来了影响，因为如果胰腺中的细胞不能释放足够的胰岛素将葡萄糖排入细胞，就会发生这种代谢紊乱。
在Nasteska等人的研究工作里，CrestOptics X-Light旋转盘被用来从啮齿动物和人类胰岛中获取图像。具体而言，快速实时成像被用于在不同的实验条件下进行Ca2+通量分析、ATP/ADP比率和CAMP水平测量（详情请参阅“显微镜方法”部分）。有关研究工作中进行的深入功能分析，请点击此处 阅读整份刊物。
在这里，我们展示了旋转盘Ca2+实时成像实验 （图A）和分析（图B）的例子，类似于Nasteska 等人的论文中更广泛的实验。
图A：来自快速多细胞旋转盘Ca2+胰岛成像实验的代表性影片（每125秒采集一次;比例尺，30微米）。
时间的最大强度投影（彩虹暗色 LUTs）
影片（应用去噪算法）
图B：使用基因编码的Ca2+指标GCaMP6对特定兴趣细胞 （A-E）的Ca2+通量分析的代表性分析。从旋转盘采集的GCaMP6荧光强度在对葡萄糖（G）的反应和KCL刺激后（20分钟）進行了3和17分钟(min) 的测量。
显微镜方法
至于Ca2+成像，在使用Crest X光旋转盘系统与尼康Ti-E倒置显微镜和10 x/0.4/air或25 x/0.8/air物鏡耦合成像之前，胰岛装载了Fluo8（AAT Bioquest Cat#21082-AAT）或Fura2（HelloBio HB0780-1mg），或采用GCaMP6m进行了腺病毒传导。
ATP/ADP成像就Fluo8进行了48小时，除了胰岛经过含有ATP/ADP传感器Perceval的腺病毒感染之外，Perceval是哈佛大学Gary Yellen教授的一份礼物。
对于进行cAMP成像，胰岛经过含有Epac2-camps的腺病毒的感染（剑桥大学Dermot Cooper教授的一份礼物），并采用Crest X光旋转盘系统进行分析。
所有实验均以合乎道德的方式进行，并经相应的研究伦理委员会批准。
参考
PDX1LOW MAFALOW β细胞有助于胰岛功能和胰岛素释放
Daniela Nasteska, Nicholas H. F. Fine, Fiona B. Ashford, Federica Cuozzo, Katrina Viloria, Gabrielle Smith, Aisha Dahir, Peter W. J. Dawson, Yu-Chiang Lai, Aimée Bastidas-Ponce, Mostafa Bakhti, Guy A. Rutter, Remi Fiancette, Rita Nano, Lorenzo Piemonti, Heiko Lickert, Qiao Zhou, Ildem Akerman & David J. Hodson
《Nature Communications》期刊, 12(1):674 (2021年1月29日) doi: 10.1038/s41467-020-20632-z
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影像和数据由David J. Hodson提供。
感谢 Lorenzo Piemonti and Rita Nano（意大利米兰）对这里的胰岛准备作出贡献。
此应用注释是与 David J. Hodson 和 Cairn Research 研究公司合作编写。
英国伯明翰大学代谢与系统研究所（IMSR）
英国伯明翰大学和米德兰兹诺丁汉大学膜蛋白和受体中心(COMPARE)
英国伯明翰Birmingham Health Partners研究所的内分泌、糖尿病和新陈代谢中心
