Функціональний цілодобовий годинник необхідний для належної секреції інсуліну клітинами острівців підшлункової залози людини

Приналежності

1 Ендокринологія, діабет, гіпертонія та харчування, Центр діабету, Медичний факультет, Женевський університет, Женева, Швейцарія.
2 Інститут генетики та геноміки в Женеві (iGE3), Женева, Швейцарія.
3 Центр діабету, UCSF, Сан-Франциско, Каліфорнія, США.
4 Кафедра хірургії, Центр ізоляції та трансплантації клітин, Університетська лікарня Женеви, Женева, Швейцарія.
5 Кафедра генетичної медицини та розвитку Медичного факультету Женевського університету, Женева, Швейцарія.
6 Швейцарський інститут біоінформатики, Женева, Швейцарія.

Автори

Приналежності

1 Ендокринологія, діабет, гіпертонія та харчування, Центр діабету, Медичний факультет, Женевський університет, Женева, Швейцарія.
2 Інститут генетики та геноміки в Женеві (iGE3), Женева, Швейцарія.
3 Центр діабету, UCSF, Сан-Франциско, Каліфорнія, США.
4 Кафедра хірургії, Центр ізоляції та трансплантації клітин, Університетська лікарня Женеви, Женева, Швейцарія.
5 Кафедра генетичної медицини та розвитку Медичного факультету Женевського університету, Женева, Швейцарія.
6 Швейцарський інститут біоінформатики, Женева, Швейцарія.

Анотація

Мета: Визначити вплив функціональних годинників острівців людини на секрецію інсуліну та транскрипцію генів.

Методи: Ефективне порушення циркадного годинника було досягнуто в клітинах острівців підшлункової залози людини за рахунок невеликих перешкод РНК-опосередкованого збиття ГОДИНИ. Секреторну функцію острівців людини оцінювали за наявності чи відсутності функціональних цілодобових годин за допомогою аналізів стимульованої секреції інсуліну та безперервного цілодобового моніторингу базальної секреції інсуліну. Широкомасштабний аналіз транскрипції здійснювали шляхом секвенування РНК з подальшим кількісним RT-PCR-аналізом вибраних мішеней.

Результати: Збої циркадних годин призвели до значного зменшення як гострої, так і хронічної секреції інсуліну, стимульованої глюкозою. Більше того, базальна секреція інсуліну клітинами людських острівців, синхронізованих in vitro, виявляла циркадний малюнок, який порушувався при порушенні годинника. Аналіз секвенування РНК запропонував зміни в 352 рівнях транскриптів при порушенні циркадного годинника. Серед них постраждали ключові регулятори шляху секреції інсуліну (GNAQ, ATP1A1, ATP5G2, KCNJ11) та транскрипти, необхідні для дозрівання та вивільнення гранул (VAMP3, STX6, SLC30A8).

Висновки: Використовуючи наш нещодавно розроблений експериментальний підхід для ефективного порушення годинника в клітинах острівців підшлункової залози людини, ми вперше показуємо, що функціональні β-клітинні годинники необхідні для належної базальної та стимульованої секреції інсуліну. Більше того, порушення годинника має глибокий вплив на транскриптом острівців людини, зокрема, на гени, що беруть участь у секреції інсуліну.

Ключові слова: Секвенування РНК; добова біолюмінесценція; циркадний годинник; острівець підшлункової залози людини; секреція інсуліну.