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基本信息
- 項目名稱：
- 柯薩奇病毒B組3型感染胰島細(xì)胞的體外研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本實(shí)驗通過分離并培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，用尼克酰胺和β-巰基乙醇進(jìn)行胰島細(xì)胞誘導(dǎo)并鑒定。用CVB3感染胰島細(xì)胞，反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)檢測胰島細(xì)胞內(nèi)的CVB3特異性片段，證實(shí)了CVB3直接損傷胰島細(xì)胞的可能性
- 詳細(xì)介紹：
- 目的：觀察柯薩奇病毒B組3型(Coxsackie virus B3，CVB3)對體外培養(yǎng)胰島細(xì)胞的感染情況，初步探討CVB3損傷胰島細(xì)胞的機(jī)制。 基本思路： CVB3與糖尿病發(fā)病有著密切的聯(lián)系，但關(guān)于CVB3如何損傷胰島細(xì)胞，目前的研究主要集中在CVB3的免疫損傷機(jī)制，有關(guān)CVB3直接損傷胰島細(xì)胞的報道很少。本實(shí)驗通過誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞為胰島細(xì)胞，將CVB3感染胰島細(xì)胞并檢測細(xì)胞中有無CVB3的特異性片段來研究CVB3是否能夠直接感染并且損傷胰島細(xì)胞。 科學(xué)性：本實(shí)驗分離并培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，用尼克酰胺和β-巰基乙醇進(jìn)行胰島細(xì)胞誘導(dǎo)并鑒定。用CVB3感染胰島細(xì)胞，反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR)檢測胰島細(xì)胞內(nèi)的CVB3特異性片段。 先進(jìn)性：CVB3的感染與糖尿病有著密切的關(guān)系，但是目前的研究主要集中在CVB3對胰島細(xì)胞的免疫損傷上，有關(guān)CVB3直接損傷胰島細(xì)胞的報道很少，本實(shí)驗進(jìn)一步證實(shí)了CVB3直接損傷胰島細(xì)胞的可能性。 獨(dú)特之處：1）利用動物模型進(jìn)行研究不可避免地會受到體內(nèi)免疫因素的影響。因此本實(shí)驗利用體外環(huán)境研究柯薩奇病毒損傷胰島細(xì)胞的致病機(jī)制，很好的避免了免疫因素的影響。2）體外直接培養(yǎng)動物的胰島細(xì)胞有很大的困難且成本較高，本實(shí)驗采用誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞為胰島細(xì)胞的方法，避免了細(xì)胞來源困難的問題，并且降低了實(shí)驗成本。 應(yīng)用價值：1)胰島細(xì)胞移植術(shù)后，移植的胰島細(xì)胞有可能被病毒感染而導(dǎo)致移植術(shù)的失敗。本實(shí)驗研究發(fā)現(xiàn)，CVB3可以直接感染并破壞胰島細(xì)胞，這可能是導(dǎo)致胰島細(xì)胞移植術(shù)失敗的主要原因之一。本實(shí)驗為胰島移植手術(shù)前CVB3的檢測提供了理論支持，也為病人預(yù)后的改善作出了一定貢獻(xiàn)。 2）目前大多數(shù)研究認(rèn)為CVB3導(dǎo)致1型糖尿病的主要發(fā)病機(jī)制為胰島細(xì)胞的免疫損傷，本實(shí)驗證實(shí)了除免疫損傷以外的CVB3導(dǎo)致1型糖尿病的另一種發(fā)病機(jī)制。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：觀察柯薩奇病毒B組3型(CVB3)對體外培養(yǎng)胰島細(xì)胞的感染情況，初步探討CVB3損傷胰島細(xì)胞的機(jī)制?；舅悸罚?CVB3與糖尿病發(fā)病有著密切的聯(lián)系，目前的研究主要集中在CVB3的免疫損傷機(jī)制，有關(guān)CVB3直接損傷胰島細(xì)胞的報道很少。本實(shí)驗通過誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞為胰島細(xì)胞，將CVB3感染胰島細(xì)胞并檢測細(xì)胞中有無CVB3的特異性片段來研究CVB3是否能夠直接感染并且損傷胰島細(xì)胞。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性：分離并培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，用尼克酰胺和β-巰基乙醇進(jìn)行胰島細(xì)胞誘導(dǎo)并鑒定。用CVB3感染胰島細(xì)胞，反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)檢測胰島細(xì)胞內(nèi)的CVB3特異性片段。先進(jìn)性：本實(shí)驗證實(shí)了CVB3直接損傷胰島細(xì)胞的可能性。獨(dú)特之處：1）本實(shí)驗利用體外環(huán)境研究，很好的避免了免疫因素的影響。2）本實(shí)驗采用誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的方法，避免了細(xì)胞來源困難的問題，降低了實(shí)驗成本。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義
- 1)胰島細(xì)胞移植術(shù)后，移植的胰島細(xì)胞有可能被病毒感染而導(dǎo)致移植術(shù)的失敗。本實(shí)驗研究發(fā)現(xiàn)，CVB3可以直接感染并破壞胰島細(xì)胞，這可能是導(dǎo)致胰島細(xì)胞移植術(shù)失敗的主要原因之一。本實(shí)驗為胰島移植手術(shù)前CVB3的檢測提供了理論支持，也為病人預(yù)后的改善作出了一定貢獻(xiàn)。2）本實(shí)驗證實(shí)了除免疫損傷以外的CVB3導(dǎo)致1型糖尿病的另一種發(fā)病機(jī)制。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 摘要 目的：觀察柯薩奇病毒B組3型(Coxsackie virus B3，CVB3)對體外培養(yǎng)胰島細(xì)胞的感染情況，初步探討CVB3損傷胰島細(xì)胞的機(jī)制。方法：分離并培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，用尼克酰胺和β-巰基乙醇進(jìn)行胰島細(xì)胞誘導(dǎo)并鑒定。用CVB3感染胰島細(xì)胞，反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR)檢測胰島細(xì)胞內(nèi)的CVB3特異性片段。結(jié)果：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)藥物誘導(dǎo)后，呈半懸浮狀并聚集成團(tuán)。雙硫腙特異性染色后細(xì)胞變成紅棕色，RT-PCR也證明誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)具有表達(dá)胰島素的mRNA。CVB3感染胰島細(xì)胞，細(xì)胞出現(xiàn)皺縮，折光性下降等典型病變， RT-PCR法成功擴(kuò)增出胰島細(xì)胞內(nèi)的CVB3特異性片段。結(jié)論：CVB3可以在體外直接損傷胰島細(xì)胞，最終引起胰島細(xì)胞的裂解。
獲獎情況
- 1.綜述《通過基因轉(zhuǎn)染誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞為胰島樣細(xì)胞的進(jìn)展》已被核心期刊《國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志》接收并將于2011年4月發(fā)表。 2.綜述《柯薩奇病毒與1型糖尿病發(fā)病關(guān)系研究進(jìn)展》已被期刊《國際兒科學(xué)雜志》接收并將于2011年6月發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 本實(shí)驗利用體外環(huán)境研究柯薩奇病毒損傷胰島細(xì)胞的致病機(jī)制，很好的避免了免疫因素的影響。本實(shí)驗采用誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞為胰島細(xì)胞的方法，避免了細(xì)胞來源困難的問題，并且降低了實(shí)驗成本。
參考文獻(xiàn)
- [1]Daneman D.State of the world`s children with diabetes.Pediatr Diabetes,2009,10(2):120-126. [2]Edmond AR，Breay WP，Peter AS,et al.Five-year follow-up after clinical islet transplantation．Diabetes,2005,54：2060 -2069. [3]Shapiro AM,Ricordi C,Hering B.Edmonton's islet success has indeed been replicated elsewhere.Lancet,2003,362(9391):1242. [4]Rodolfo A,Franca BB,Bernhard JH,et al.2008 update from the collaborative islet transplant registry.Transplantation.2008,86(12):1783-1788. [5]Malin F,Devin T,Cody F,et al.Diabetogenic potential of human pathogens uncovered in experimentally permissive beta-cells.Diabetes,2003,52:2025-2034.
同類課題研究水平概述
- 據(jù)國際胰島移植登記處統(tǒng)計資料顯示，自1999年至2007年，全球共有15個國家的64家移植中心開展胰島細(xì)胞移植，但是由于臨床總的療效仍不夠理想，故近幾年來全球年度移植例數(shù)一直徘徊于20～50例之間。除了胰島移植術(shù)的免疫排斥問題外，近年來，人們還注意到胰島移植時的微生物方面的安全問題，其中病毒感染是移植術(shù)后受者常見的并發(fā)癥之一，常常成為導(dǎo)致移植失敗的主要原因。該病毒引起人類感染范圍很大，從輕微呼吸道感染到急性心肌炎,從心肌慢性感染到1型糖尿病。其中CVB3感染胰島細(xì)胞的機(jī)制頗受大家重視。目前相關(guān)研究絕大多數(shù)是關(guān)于CVB3破壞胰島細(xì)胞的免疫途徑。然而Malin和Numazaki等用CVB3感染重度免疫缺陷小鼠和免疫正常小鼠發(fā)現(xiàn)，大部分免疫正常小鼠胰腺外分泌組織的破壞，但是胰島未被破壞，沒有引發(fā)1型糖尿病。而免疫缺陷小鼠的胰島和外分泌組織均被破壞，形成急性1型糖尿病。在這一模型中CVB3誘導(dǎo)胰島細(xì)胞的破壞與T細(xì)胞應(yīng)答不相關(guān)。來自幾個1型糖尿病患者的尸檢的胰腺標(biāo)本也檢測到柯薩奇病毒RNA，而且它們的位置特異地局限在胰島。這表明柯薩奇病毒對胰島細(xì)胞具有親嗜性，也為CVB對胰島細(xì)胞直接破壞提供了可能性。CVB3直接損傷胰島細(xì)胞的機(jī)制可能與胰島細(xì)胞表面的CVB3受體——柯薩奇病毒-腺病毒受體及衰變加速因子(decay-accelerating factor，DAF)有關(guān)。人類和鼠類細(xì)胞都包含有柯薩奇病毒-腺病毒受體，而且它們之間表現(xiàn)出來較高的同源性（91%蛋白同源性），Tomko等檢測到柯薩奇病毒-腺病毒受體的mRNA在各種鼠和人類的胰腺均有較高表達(dá)，這也就在一定程度上解釋為什么利用大鼠建立的胰島細(xì)胞模型能反映人類的發(fā)病情況。DAF是糖磷脂-磷脂酰肌醇的錨著糖蛋白，它能限制補(bǔ)體介導(dǎo)的細(xì)胞損害。早在上個世紀(jì)90年代，一些研究就已經(jīng)證實(shí)CVB能夠與DAF結(jié)合。Selinka等研究發(fā)現(xiàn)，與DAF結(jié)合的CVB3株誘導(dǎo)了更加嚴(yán)重的細(xì)胞病變效應(yīng)。正是這兩種受體介導(dǎo)了病毒的吸附，將病毒提呈給受體并參與了宿主細(xì)胞的信號傳導(dǎo)過程，而這些信號會影響細(xì)胞自身的內(nèi)環(huán)境并使得胰島自身所需蛋白合成受到抑制，最終造成胰島細(xì)胞的裂解死亡。不過病毒對胰島細(xì)胞直接損傷和免疫損傷這兩種機(jī)制如何相互影響仍不清楚，有待進(jìn)一步研究證實(shí)。
