腺相关病毒介导的胰岛素样生长因子1基因治疗糖尿病的相关研究

腺相关病毒介导的胰岛素样生长因子1基因治疗糖尿病的相关研究

岳凤鸣[1]2003年在《腺相关病毒介导的胰岛素样生长因子1基因治疗糖尿病的相关研究》文中提出胰岛素样生长因子I(Insulin like growth factor, IGF-I)是一类具有细胞分化和增殖功能,并具有胰岛素样作用的多肽,由于IGF-I具有降低血糖的作用,最初就被设想用于糖尿病的治疗,以控制血糖和血脂。许多研究都已证实IGF-I可辅助胰岛素改善胰岛素依赖型(IDDM),即Ⅰ型糖尿病病人的合成代谢状况,并减少胰岛素过量带来的危险性。IDDM患者给予不同剂量的IGF-I后,胰岛素的用量减少,糖化血红蛋白(HbAlc)水平降低,同时,GH/IGF轴紊乱有较明显改善,这对于预防和缓解以增殖病变为主的并发症亦起到一定作用。此外,IDDM患者体内普遍存在T淋巴细胞数量减少和活性的降低,以致β细胞大量损坏。IGF-I治疗后,CD4+、CD8+细胞增加,同时抑制CD4+细胞的功能,保护β细胞,从而矫正糖尿病时的免疫异常。胰岛素不敏感或抵抗是Ⅱ型糖尿病(非胰岛素依赖型糖尿病NIDDM)的特征,也是影响其治疗的一个重要因素。IGF-I通过自身受体介导降糖效应,提高组织对胰岛素的敏感性,降低血糖和血清胰岛素浓度,改善患者的糖耐量异常。此外,IGF-I的应用还可使血甘油叁酯下降,内脏脂肪含量减少,血PAI-1和胶原下降,提示IGF-I的使用对减少心血管系统的远期并发症也有帮助。因而它作为降糖因子可用于需要胰岛素治疗的IDDM患者,也可用于NIDDM患者,特别是在控制伴有胰岛素抵抗的糖尿病患者的血糖方面很有价值,对胰岛素抵抗并发酮症酸中毒患者,IGF-1的降糖疗法可能是最好的。目前,重组人IGF-I制剂在临床上已作为胰岛素的辅助用药,试用于糖尿病、糖尿病并发症、胰岛素抵抗综合征、侏儒症、神经系统疾病,肾衰等多种顽症,并取得了较好的疗效。然而外源性IGF-I治疗并不能满足正常生理需要,而且存在肌肉、关节疼痛,面红,水肿,头痛和疲倦等副作用,同时长期注射给患者带来一定的痛苦和不便。因此本课题拟克隆人IGF-1基因,构建真核表达载体,转染COS-7<WP=4>细胞,并运用多种方法检测自行克隆的hIGF-1基因的转录,翻译和体外蛋白表达情况,验证表达蛋白的生物活性;同时,为达到长期稳定的表达,我们还构建了hIGF-1的腺相关病毒载体,在得到高病毒滴度的病毒粒子后,感染骨髓基质细胞,以此为运载细胞将hIGF-1导入糖尿病鼠动物模型,观察其对糖尿病及其并发症的治疗作用。主要研究结果如下:1. 人IGF-1基因的克隆和真核表达载体的构建从胎儿肝脏组织中提取总RNA,通过RT-PCR的方法得到了特异的710bp条带。将其连接于pUCM-T载体送测序,结果与GenBank(M29644.1)登陆的序列完全一致,说明正确克隆到人IGF-1cDNA全序列。然后,将测序正确的片断连于真核表达载体pCI-neo,EcoR I和Xba I双酶切证实pCI-neo/hIGF-1表达载体构建成功。2.人IGF-1基因cRNA探针的制备和检测将hIGF-1基因亚克隆于带有噬菌体T7和沙门氏菌噬菌体SP6启动子的载体pGEM-3zf中,以制备合成地高辛精标记cRNA探针的模板。分别用EcoRI 和Xba I酶切后,用玻璃奶纯化回收得到正义和反义的模板。用体外转录法,合成地高薪精标记hIGF-1cRNA探针。斑点杂交法检测所合成探针的浓度,正义,反义探针浓度分别为20ng/ul和30ng/ul。3.hIGF-1基因的真核表达及生物活性分析用脂质体转染法(LipofectAMIN)将重组的pCI-neo/hIGF-1质粒转染入COS-7细胞,72小时后,原位杂交和免疫组化可检测到hIGF-1在RNA和蛋白水平的表达,转染细胞及其上清中通过Western blot的方法,可见到14kD左右的条带。胰岛素刺激释放实验结果显示,胰岛细胞在含IGF-1的上清中培养48小时后,胰岛素分泌量显着增高。高糖组胰岛素释放量较低糖组显着增加,提示分泌至细胞外的hIGF-1可以促进胰岛细胞胰岛素的合成和释放。4.腺相关病毒载体的构建及稳定表达,hIGF-1细胞系的获得用基因重组方法构建携带hIGF-1的腺相关病毒载体pAAV/hIGF-1,用磷酸钙,脂质体及Fugen6转染的方法将pAAV/hIGF-1, pAAV-RC, phelper叁种质粒共转染HEK293包装细胞系,结果证实对于HEK293细<WP=5>胞,磷酸钙法的转染效率最高。反复冻融法制备病毒上清,并用Millipore超微滤膜对其进行浓缩后,病毒滴度达到1012。用高病毒滴度的病毒上清感染骨髓基质细胞,分别用x-gal及免疫组化染色证实病毒的感染率达到60%以上,扩大培养后用于移植。5.hIGF-1工程细胞糖尿病治疗作用初探----体内试验用streptozotocin(STZ)制备糖尿病鼠模型,并将稳定表达hIGF-1的工程细胞以不同细胞数进行移植,结果证实只有当携带hIGF-1的细胞达到一定数量时(30×106),也就是当hIGF-1达到一定剂量时才能发挥其生物学活性,起到降低血糖的作用。而糖尿病不接受治疗组和单纯骨髓基质细胞组血糖值无变化。IGF-1可通过自身受体和通过增加胰岛素的敏感性而发挥调节血糖的生物效应。此外,IGF-1对免疫系统,IGF/GH轴亦有调节作用,同时还可减少胰岛素过量导致的低血糖反应,因而它作为降糖因子可用于需要胰岛素治疗的IDDM患者,也可用于NIDDM患者,特别是在控制伴有胰岛素抵抗的糖尿病患者的血糖方面很有价值。因此克隆人的IGF-1基因为利用IGF-1基因治疗糖尿病奠定了基础。糖尿病时IGF-1基因表达水平的下

徐爱晶[2]2011年在《IGF-1和IL-10基因转导对NOD鼠1型糖尿病的防治作用及机制探讨》文中认为1型糖尿病(Type 1 diabetes mellitus, T1DM)是儿童及青少年较常见的内分泌疾病,发病率逐渐上升,并且近年来呈现发病年龄早、病情重的趋势,是-种严重威胁儿童健康的重要疾病。从胰岛β细胞发生自身免疫性损伤到出现糖尿病症状往往需要一个较长的过程,因而针对1型糖尿病免疫调节治疗越来越受到重视。目前常用的免疫调节治疗主要集中在抗原特异性、抗原非特异性免疫调节治疗和促进胰岛β细胞再生等措施方面,这些措施的联合应用也就是所谓的鸡尾酒疗法,有可能实现在较低的毒副作用基础上达到更有效的干预效果。因此本课题尝试在T1DM发病前期应用白细胞介素10 (interleukin-10, IL-10)进行免疫干预,逆转Th1/Th2偏移,阻止胰岛β细胞的自身免疫性损害;并联合应用胰岛素样生长因子-1(insulin growth factor-1, IGF-1)保护残存的β细胞功能,促进β细胞再生,以期达到预防或减轻T1DM的目的。由于这两种细胞因子半衰期都较短,限制了其应用,所以我们前期已经构建完成携有这两种细胞因子的腺病毒载体,并且已经完成腺病毒介导IGF-1基因的细胞学验证(注:IL-10腺病毒载体由本人硕士期间构建,IGF-1腺病毒载体由本课题组其他成员构建完成并通过细胞学验证)。本研究将IL-10基因作用于体外培养的β细胞以了解其对胰岛β细胞的作用,并进一步将IGF-1基因和/或IL-10基因作用于非肥胖性糖尿病(nonobese diabetic, NOD)鼠体内,以了解其对T1DM防治作用及可能的机制。本课题共包括两部分。第一部分目的了解鼠白细胞介素10(mIL-10)基因转移对细胞因子诱导的RINm5F胰岛β细胞凋亡及胰岛素释放功能的影响,以探讨其对1型糖尿病的潜在治疗价值。方法携带有IL-10基因的重组腺病毒载体Ad-IL-10感染RINm5F, RT-PCR、Western印迹及酶联免疫吸附试验(ELISA)分别检测IL-10基因和蛋白表达,四甲基偶氮唑盐(MTT)分析细胞活力。检测加入白细胞介素1-β(IL-1β)诱导细胞破坏后,Ad-IL-10对糖刺激胰岛素释放实验的影响;对培养上清中一氧化氮(NO)、一氧化氮合酶(NOS)水平的影响;Hoechst33258核染色分析细胞凋亡,流式细胞仪检测细胞表面Fas表达。结果RINm5F细胞中检测到mIL-10基因及蛋白的有效表达,细胞培养液中可测得IL-10基因表达。IL-10重组腺病毒感染胰岛p细胞后仍具有在高糖浓度下刺激胰岛素分泌的功能;将IL-1β作用于细胞后,Ad-IL-10可以部分对抗IL-1β引起的糖刺激胰岛素分泌降低,较其他2组相比差别有统计学意义(P<0.05)。RINm5F细胞中加入IL-1β后,可增加细胞培养液中NO、NOS水平、Fas表达阳性细胞数和胰岛细胞凋亡率,Ad-IL-10感染后可以降低NO、NOS水平,减少Fas表达阳性细胞数,减低胰岛细胞凋亡率,较正常对照+IL-1β组及Ad-GFP+IL-1β组,差别有统计学意义(P<0.05)。结论携有IL-10基因的重组腺病毒载体作用于胰岛素分泌细胞,IL-10 mRNA和蛋白可有效表达,胰岛β细胞活力不受影响。IL-10基因可抑制IL-1β诱导的糖刺激胰岛素分泌降低并通过抑制细胞表面Fas表达而起到抗凋亡作用。第二部分目的观察腺病毒介导的胰岛素样生长因子-1(Ad-IGF-1)和/或白细胞介素10基因(Ad-IL-I0)对非肥胖性糖尿病鼠(NOD)鼠胰岛炎及胰岛β细胞凋亡的影响及其对胰岛β细胞的保护作用。方法雌性NOD鼠随机分为Ad-IGF-1组、Ad-IL-10组、Ad-IGF-l+Ad-IL-10组、腺病毒空载体Ad-GFP组、生理盐水对照组。分别腹腔注射Ad-IGF-1、Ad-IL-10、Ad-IGF-1+Ad-IL-10、Ad-GFP,生理盐水各100ul,3周后重复1次。每周监测血糖,体质量变化及糖尿病发病率。免疫组化检测胰腺IGF-1、IL-10表达,ELISA法检测血清IL-10、IGF-1及胰岛素水平,病理学检查胰岛炎程度,TUNEL法观察胰岛细胞的凋亡并计数胰岛β细胞凋亡率,免疫组化分析各组Fas, Caspase-3蛋白表达。结果腹腔注射Ad-IGF-1、Ad-IL-10可使IGF-1、IL-10在胰腺表达增强,IGF-1、IL-10单基因治疗可以减少糖尿病的累积发病率,延缓糖尿病的发生,增加体质量,IGF-1+IL-10联合治疗组较以上效果更加明显,P<0.01。Ad-IGF-1组、Ad-IL-10组胰岛炎积分、β细胞凋亡率均明显低于Ad-GFP组及生理盐水组(P<0.01),而Ad-IGF-1+Ad-IL-10组胰岛炎积分、β细胞凋亡率低于Ad-IGF-1组、Ad-IL-10组(P<0.01)。免疫组化显示IGF-1、IL-10单基因干预可使Fas、Caspase-3蛋白低表达,联合基因干预组较单基因干预组Fas、Caspase-3蛋白表达水平更低,P<0.01。结论应用Ad-IGF-1、Ad-IL-10腹腔注射均可以减少NOD鼠的胰岛炎和糖尿病的发生,而工L-10、IGF-1联合基因治疗,既可发挥工L-10良好的细胞免疫调节和p细胞保护作用及应用IGF-1促进胰岛β细胞重建和再生的作用,通过Fas途径减少细胞凋亡,从而更好的保护胰岛β细胞功能。

佚名[3]2006年在《中华医学杂志2006年第86卷主题词索引》文中认为(以汉语拼音为序)A阿尔茨海默病胰岛素受体可能对早期的阿尔茨海默病有治疗效果(方红娟)(43):3038阿魏酸一氧化氮介导的阿魏酸钠预处理对离体大鼠心脏保护作用(刘季春,康健,邵立建等)(14):987-991埃希氏菌属1990-2004年上海地区临床分

佚名[4]2011年在《中华临床医师杂志(电子版)2011年第5卷主题词索引》文中研究指明说明:(1)本索引按主题词汉语拼音字母顺序排列。(2)冠有阿拉伯数字、西文字母、西文姓氏的主题词,按其后的汉字拼音顺序排序;在汉字相同的情况下,按数字、英文字母、希文字母顺序先后排列。

刘栋[5]2011年在《腺病毒介导白细胞介素10基因对小鼠1型糖尿病早期的治疗作用》文中研究指明目的观察腺病毒介导鼠白细胞介素10(rIL-10)基因对链脲佐菌素(STZ)诱导的小鼠1型糖尿病早期的治疗作用。方法复苏并培养293细胞,用293细胞扩增携有IL-10基因的重组腺病毒(Ad-rIL-10)。4-5周龄昆明小鼠(体重20g±2g)75只,随机分为:对照组:①空白对照组,②糖尿病对照组;实验组:③腹腔注射Ad-rIL-10组,④腹腔注射Ad-rIL-10加胰岛素治疗组,⑤胰岛素治疗组,每组各15只。①空白对照组不做任何处理,②-⑤组均给予腹腔注射STZ 40mg/kg.d连续5天促发1型糖尿病。成模后③腹腔注射含Ad-rIL-10的病毒液0.1ml,④腹腔注射含Ad-rIL-10的病毒液O.1ml加每日两次胰岛素6u/kg.d颈部皮下注射⑤每日两次胰岛素6u/kg.d颈部皮下注射。所有小鼠自由活动自由饮食,每周测定体重、空腹血糖。成模3周后处死小鼠,立即取出胰腺,中性福尔马林固定,石蜡包埋固定做病理切片及免疫组化观察胰腺炎症浸润程度和IL-10局部表达程度;留取小鼠血液标本,离心取血清,测定血清IFN-γ, IL-4,IL-10和C肽水平。结果腹腔注射Ad-rIL-10组与糖尿病对照组相比、腹腔注射Ad-rIL-10加胰岛素治疗组与胰岛素治疗组相比平均血糖水平、体重增长无显着差别;胰岛素治疗组和腹腔注射Ad-rIL-10加胰岛素治疗组体重增长均高于腹腔注射Ad-rIL-10组和糖尿病组,而与空白对照组无显着差别。胰腺切片苏木素伊红(HE)染色显示实验组小鼠胰腺炎症浸润程度与糖尿病对照组相比无显着差别,免疫组化显示rIL-10在③、④组胰岛局部高表达;ELISA法测得实验组和糖尿病组血清IFN-γ, IL-4, IL-10和C肽水平无明显差别。结论IL-10基因对STZ诱导的昆明小鼠1型糖尿病早期无显着的治疗作用

佚名[6]2002年在《中华医学杂志2002第82卷主题词索引》文中认为以汉语拼音为序 )A阿尔茨海默病 阿尔茨海默病患者神经细丝mRNA含量及突变的检测 (汪义朋 ,王群 ,王建枝 ) (8) :5 19 5 2 2 石杉碱甲治疗阿尔茨海默病的有效性和安全性的多中心双盲随机对照试验 (张振馨 ,王新德 ,陈清棠等 ) (1

曹石金[7]2012年在《腺相关病毒介导IGF-1基因修复糖尿病大鼠膀胱功能的实验研究》文中研究表明目的:研究重组腺相关病毒(rAAV)介导大鼠胰岛素样生长因子-1(IGF-1)基因对链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠膀胱病变的治疗作用,为今后应用该病毒载体治疗糖尿病性膀胱(DCP)的临床试验奠定基础。方法:1、构建rAAV介导的IGF-1基因载体rAAV2/1-IGF-1,基因组颗粒滴度为1.3×1012v.g/ml。2、应用STZ注射到雄性Sprague-Dawley (SD)大鼠腹腔内诱导糖尿病大鼠的动物模型;设置正常对照组(n=10)和糖尿病组(n=10),每两周测量一次体重和血糖水平,诱导糖尿病8周后应用代谢笼收集大鼠24小时尿量,随后进行充盈性膀胱测压检查获得尿流动力学参数以评估膀胱功能;应用常规HE染色方法观察膀胱逼尿肌病理形态学变化,探讨糖尿病大鼠膀胱结构与功能改变的病理基础。3、设置正常对照组(CN组,n=8);糖尿病模型组(DM组,n=8);单纯转导rAAV2/1-IGF-1模型组(IGF-1组,n=8);胰岛素治疗模型组(INS组,n=8)和转导rAAV2/1-IGF-1+胰岛素治疗模型组(IGF-1+INS组,n=8)。STZ诱导糖尿病8周后给予INS组和IGF-1+INS组每日皮下注射普通胰岛素6IU/只,IGF-1组和IGF-1+INS组肌肉注射rAAV2/1-IGF-1100μl/只。基因治疗6周后应用代谢笼收集各组大鼠24小时尿量,随后进行充盈性膀胱测压检查评估膀胱功能;采用常规HE染色观察各组大鼠膀胱病理形态学改变情况;应用免疫组织化学方法检测各组大鼠膀胱组织中IGF-1的表达强度。研究IGF-1基因对糖尿病大鼠膀胱病变的治疗作用。结果:1、与正常对照组相比,糖尿病组大鼠的平均血糖水平明显升高,体重明显降低,膀胱重量和24小时尿量明显增多(P<0.01);充盈性膀胱测压检查结果显示,正常对照组和糖尿病组大鼠膀胱容量分别为(0.72±0.05)和(2.52±0.24)ml,两组间差异具有显着统计学意义(P<0.01)。两组大鼠剩余尿量分别为(0.05±0.01)和(0.43±0.06)ml,两组间差异具有显着统计学意义(P<0.01)。两组大鼠单次排尿量分别为(0.67±0.05)和(2.09±0.23)ml,两组间差异具有显着统计学意义(P<0.01)。两组大鼠排尿效率分别为(92.90±0.91)和(82.75±2.54)%,两组间差异具有显着统计学意义(P<0.01)。两组大鼠膀胱最大压力分别为(26.92±0.60)和(35.19±1.46) mmHg,两组间差异具有显着统计学意义(P<0.01)。糖尿病大鼠膀胱压力曲线出现多次小的压力波动,曲线不规则;常规HE染色可见糖尿病大鼠膀胱逼尿肌肌束排列紊乱,结构松散,肌束断裂。2、与CN组相比,其他4组大鼠的平均血糖水平、膀胱重量和24小时尿量均明显增加,体重明显降低(P<0.01)。与DM组相比,IGF-1+INS组血糖明显降低,体重明显增加(P<0.01),膀胱重量减小(P<0.05);充盈性膀胱测压检查结果显示CN组、DM组、IGF-1组、INS组和IGF-1+INS组膀胱容量分别为(0.75±0.03),(3.31±0.41),(2.88±0.29),(2.90±0.16)和(1.96±0.57)ml,各组间差异具有统计学意义。单次排尿量分别为(0.70±0.03),(2.52±0.29),(2.24±0.18),(2.30±0.14)和(1.70±0.51)ml,各组间差异具有统计学意义。剩余尿量分别为(0.05±0.01),(0.79±0.14),(0.64±0.11),(0.59±0.06)和(0.26±0.06)ml,各组间差异具有统计学意义。排尿效率分别为(92.84±0.67),(76.16±1.87),(77.88±1.82),(79.18±1.34)和(86.59±1.20)%,各组间差异具有统计学意义。膀胱最大压力分别为(27.20±1.00),(35.64±1.74),(34.48±1.73),(34.31±1.06)和(34.72±1.71)mmHg,与DM组相比,3种治疗组差异均无统计学意义(P﹥0.05)。糖尿病大鼠膀胱压力曲线出现多次小的压力波动,曲线不规则,而3种治疗组均无此表现;常规HE染色可见CN组逼尿肌肌束排列整齐,肌束间结构紧密,间隙被结缔组织所充满,逼尿肌细胞大小形态均一。DM组膀胱逼尿肌肌束排列紊乱松散,肌束断裂,肌束间间隙明显增宽水肿,逼尿肌细胞萎缩,形态多样,淋巴细胞浸润,出现大量空泡变性,少量嗜酸变性,间质和胶原成分增多。IGF-1组逼尿肌肌束排列较整齐,结构紧密,间隙被结缔组织所填充,肌细胞空泡变性,少量淋巴细胞浸润。INS组可见逼尿肌肌束排列较整齐,结构较紧密,间隙被结缔组织所填充,少量空泡变性,肌细胞无萎缩。IGF-1+INS组逼尿肌肌束排列整齐,结构较紧密,间隙被结缔组织所填充,肌细胞无萎缩;免疫组织化学方法检测结果显示IGF-1在各组大鼠膀胱组织中均有阳性染色,且主要在膀胱逼尿肌细胞核表达,糖尿病大鼠膀胱组织IGF-1蛋白表达水平明显降低,与DM组相比,3种治疗组IGF-1蛋白表达均增强。结论:1. STZ诱导的糖尿病大鼠膀胱病变有与人类相似的病理和功能变化,可以作为研究DCP可靠的动物模型。2.糖尿病大鼠膀胱组织IGF-1表达水平降低可能参与DCP的发生与发展。3. rAAV2/1-IGF-1联合INS治疗可恢复糖尿病大鼠膀胱IGF-1蛋白表达水平,有效改善糖尿病大鼠的膀胱功能,其可能成为治疗DCP的一种合理方法。

佚名[8]2004年在《眼底病专题》文中进行了进一步梳理S1-01脉络膜新生血管膜治疗新进展严密四川大学附属华西医院眼科S1-02年龄相关性黄斑变性发病机制的研究进展Shikun He(何世坤)Department of Pathology and Ophthalmology,Keek School of Medicine at the University of Southern California,Doheny Eye Institute,Los Angeles

佚名[9]2005年在《国家自然科学基金委员会生命科学部2005年度资助自由申请科学基金项目一览表》文中研究指明项目名称申请者姓名依托单位1微生物学学科(99项)我国云南热带、亚热带地区含羞草、羊蹄甲和决明根瘤菌的刘晓云西南林学院遗传多样性、系统发育研究我国酸性土壤分离的诺卡氏菌型放线菌的DNA指纹图谱鉴定张建丽北京理工大学和分类研究中国外瓶霉分子系统学分析李东明

参考文献:

[1]. 腺相关病毒介导的胰岛素样生长因子1基因治疗糖尿病的相关研究[D]. 岳凤鸣. 河北医科大学. 2003

[2]. IGF-1和IL-10基因转导对NOD鼠1型糖尿病的防治作用及机制探讨[D]. 徐爱晶. 青岛大学. 2011

[3]. 中华医学杂志2006年第86卷主题词索引[J]. 佚名. 中华医学杂志. 2006

[4]. 中华临床医师杂志(电子版)2011年第5卷主题词索引[J]. 佚名. 中华临床医师杂志(电子版). 2011

[5]. 腺病毒介导白细胞介素10基因对小鼠1型糖尿病早期的治疗作用[D]. 刘栋. 青岛大学. 2011

[6]. 中华医学杂志2002第82卷主题词索引[J]. 佚名. 中华医学杂志. 2002

[7]. 腺相关病毒介导IGF-1基因修复糖尿病大鼠膀胱功能的实验研究[D]. 曹石金. 广州医学院. 2012

[8]. 眼底病专题[C]. 佚名. 中华医学会第九届全国眼科学术大会论文汇编. 2004

[9]. 国家自然科学基金委员会生命科学部2005年度资助自由申请科学基金项目一览表[J]. 佚名. 生命科学. 2005

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腺相关病毒介导的胰岛素样生长因子1基因治疗糖尿病的相关研究
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