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人工甜味剂通过甜味受体途径调节胰岛β细胞内分泌功能研究

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目录

摘要

第一章 引言

1.1胰岛组成及功能概述

1.1.1胰腺

1.1.2胰岛的细胞组成

1.1.3胰岛内分泌细胞的葡萄糖调控机制

1.1.4胰腺功能损伤与相关疾病

1.2甜味受体

1.2.1甜味受体

1.2.2甜味信号转导

1.2.3甜味受体与胰岛激素分泌

1.3人工甜昧剂与葡萄糖代谢

1.3.1人工甜味剂

1.3.2人工甜味剂的分类及应用

1.3.3人工甜味剂对葡萄糖代谢的影响

1.4研究内容与意义

1.4.1研究内容

1.4.2研究目的与意义

第二章甜味受体在小鼠胰岛内的表达与分布规律

2.1前言

2.2实验材料

2.2.1实验动物

2.2.2主要试剂与溶液配制

2.2.3主要仪器设备

2.3实验设计与方法

2.3.1技术路线

2.3.2小鼠胰岛的分离

2.3.3胰岛甜味受体的基因表达

2.3.4胰岛甜味受体蛋白的表达与分布

2.3.5实验图片处理

2.4实验结果与讨论

2.4.1甜味受体及下游信号转导蛋白在胰岛中的表达

2.4.2甜味受体及下游信号转导蛋白在胰岛中的分布

2.5 结论

第三章甜味受体T1R3基因缺失对胰岛β细胞释放功能与内分泌细胞组成影响

3.1前言

3.2实验材料

3.2.1实验动物

3.2.2主要试剂与溶液配制

3.2.3主要仪器设备

3.3实验设计与方法

3.3.1技术路线

3.3.2小鼠胰岛的分离制备

3.3.3静态胰岛素释放及测定

3.3.4胰岛的动态胰岛素释放监测

3.3.5 T1R3甜味受体敲除对胰岛内分泌细胞组成的影响

3.3.6数据统计与分析

3.4实验结果与分析

3.4.1分离胰岛的活性检测

3.4.2葡萄糖与三氯蔗糖、安赛蜜、糖精诱导的胰岛素释放

3.4.3 T1R3敲除对单一甜味剂诱导的胰岛素释放的影响

3.4.4 T1R3敲除对葡萄糖与人工甜味剂联合的胰岛素释放影响

3.4.5动态孵育条件下甜昧剂及甜味受体对胰岛素释放影响

3.4.6 T1R3敲除对胰岛数量、面积以及内分泌细胞组成的影响

3.5结论

第四章三氯蔗糖长期暴露对小鼠血糖平衡及胰岛形态特征的影响

4.1前言

4.2实验材料

4.2.1实验动物

4.2.2主要试剂及溶液配制

4.2.3主要仪器设备

4.3实验设计与方法

4.3.1技术路线

4.3.2生理表型指标的测定

4.3.3小鼠的葡萄糖耐受性实验

4.3.4小鼠的头期胰岛素释放水平测定

4.3.5胰腺内胰岛的大小及细胞分布密度的测定

4.3.6数据统计与分析

4.4实验结果与讨论

4.4.1三氯蔗糖暴露过程中小鼠体重、饮水量、摄食量变化

4.4.2三氯蔗糖暴露过程中的葡萄糖耐受性变化

4.4.3三氯蔗糖长期暴露提高头期胰岛素释放

4.4.4三氯蔗糖长期暴露未改变胰岛的大小及细胞分布

4.5结论

5.1总结

5.2创新点

5.3问题与展望

参考文献

附录

致谢

声明

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摘要

人工甜味剂,以其高甜度、无能量产生的特性成为各种天然糖类替代品,广泛应用于食品行业。近年来,愈来愈多的研究表明人工甜味剂能够破坏血糖耐受性,但具体机制尚不清楚。由α、β、δ等内分泌细胞组成的胰岛是动物及人类血糖平衡调节的重要器官,胰岛内分泌细胞通过释放如胰岛素,胰高血糖素等各类激素,调节机体的血糖动态平衡。甜味受体作为糖类及人工甜味剂感受器,已有部分研究表明甜味受体亚单位T1R2及下游信号转导蛋白α-gustducin存在于胰岛内分泌细胞中,可能介导胰岛内分泌细胞激素释放功能和胰岛血糖调节功能。但是,对于甜味受体T1R3/T1R2及甜味信号转导下游G蛋白α-gustducin在胰岛中的详细分布情况,人工甜味剂在胰岛内分泌细胞激素释调控中的功能尚不清楚。所以,本研究以野生型及甜味受体T1R3基因敲除小鼠为实验动物模型,利用胰岛分离、RT-PCR、免疫组化、HE染色及Elisa、激光共聚焦等实验技术,明确甜味受体T1R2/T1R3及下游信号转导蛋白α-gustducin在胰岛中的详细分布规律,阐明了人工甜味剂在胰岛β细胞胰岛素释放及葡萄糖诱导的胰岛素释放中的作用,明确了甜味受体在上述作用的重要作用,另外通过以三氯蔗糖为人工甜味剂代表,分析了人工甜味剂长期暴露后小鼠表型特征、血糖、胰岛素释放及胰岛形态特征变化。具体实验结果如下: 1.甜味受体在小鼠胰岛内的表达与分布规律 RT-PCR及免疫组化结果表明,胰岛特异性表达甜味受体及甜味信号转导蛋白α-gustducin;免疫双标结果表明甜味受体T1R3和T1R2广泛存在于小鼠胰岛α、β和δ细胞中,而甜味信号转导蛋白α-gustducin存在于α和δ细胞中。 2.人工甜味剂增效葡萄糖诱导的β细胞胰岛素释放 静态孵育结合动态灌注小鼠离体胰岛,ELISA分析胰岛素释放,结果表明人工甜味剂(三氯蔗糖、安赛蜜、糖精)单独刺激胰岛对β细胞胰岛素的释放无显著影响,但显著增效葡萄糖诱导的胰岛素释放。证明人工甜味剂诱导胰岛素释放的功效严重依赖于葡萄糖的存在。 3.甜味受体T1R3的缺失减弱甜味剂协同葡萄糖诱导β细胞胰岛素释放作用 以甜味受体T1R3基因敲除及同窝野生型小鼠为实验动物,分离胰岛,结合静态胰岛孵育和ELISA方法,发现甜味受体T1R3的缺失虽然对单一人工甜味剂(三氯蔗糖、安赛蜜、糖精)诱导的胰岛素分泌无影响,但显著减弱人工甜味剂协同葡萄糖诱导胰岛素释放的增效作用。这一结果揭示了胰岛中的甜味受体T1R3在调控胰岛素释放的通路机制中的重要作用。 4.甜味受体T1R3缺失减少胰岛细胞密度及β细胞数量 以甜味受体T1R3基因敲除及同窝野生型小鼠为实验动物,冰冻切片与免疫组化方法相结合,结果表明与野生型小鼠相比,甜味受体T1R3基因缺失小鼠胰岛的数量、胰岛中β细胞的数量显著减少,小鼠胰岛面积,胰岛α和δ细胞数量均有下调的趋势,但并没有明显差异。结合甜味受体T1R3基因敲除对人工甜味剂协同葡萄糖的增效作用影响,说明可能甜味受体T1R3基因敲除可能引发了小鼠胰岛的数量与胰岛中β细胞的数量的下降从而减弱了甜味剂诱导的胰岛素释放水平。 5.长期三氯蔗糖暴露对小鼠血糖生理生化指标、葡萄糖耐受性、头期胰岛素释放及胰岛细胞密度的影响 以三氯蔗糖连续暴露16周雄性C57BL/6小鼠为实验对象,暴露过程体重及摄食量跟踪表明三氯蔗糖摄入对小鼠体重及每日摄食量无显著影响,但因为三氯蔗糖溶液甜味特性,与对照组相比,显著增加每日溶液摄入量;暴露过程中血糖耐受实验表明三氯蔗糖暴露增强小鼠血糖耐受性,这种耐受性可能来自于三氯蔗糖长期暴露过程中,胰岛素头期释放水平的提高。 总之,通过上述研究结果证明了甜味剂增效葡萄糖诱导的胰岛素释放,揭示了甜味受体T1R3在调控胰岛素释放的通路机制中的重要作用。而上述研究可能为未来血糖调控提供一个新的途径。

著录项

  • 作者

    叶威;

  • 作者单位

    浙江工商大学;

  • 授予单位 浙江工商大学;
  • 学科 食品科学与工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 韩剑众;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    甜味剂; 受体; 途径; 调节; 胰岛β细胞; 内分泌;

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