基本信息
- 項目名稱：
- 柯薩奇病毒B組3型感染胰島細胞的體外研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本實驗通過分離并培養(yǎng)骨髓間充質干細胞，用尼克酰胺和β-巰基乙醇進行胰島細胞誘導并鑒定。用CVB3感染胰島細胞，反轉錄-聚合酶鏈式反應(RT-PCR)檢測胰島細胞內的CVB3特異性片段，證實了CVB3直接損傷胰島細胞的可能性
- 詳細介紹：
- 目的：觀察柯薩奇病毒B組3型(Coxsackie virus B3，CVB3)對體外培養(yǎng)胰島細胞的感染情況，初步探討CVB3損傷胰島細胞的機制。 基本思路： CVB3與糖尿病發(fā)病有著密切的聯(lián)系，但關于CVB3如何損傷胰島細胞，目前的研究主要集中在CVB3的免疫損傷機制，有關CVB3直接損傷胰島細胞的報道很少。本實驗通過誘導大鼠骨髓間充質干細胞為胰島細胞，將CVB3感染胰島細胞并檢測細胞中有無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胞。 科學性：本實驗分離并培養(yǎng)骨髓間充質干細胞，用尼克酰胺和β-巰基乙醇進行胰島細胞誘導并鑒定。用CVB3感染胰島細胞，反轉錄-聚合酶鏈式反應(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR)檢測胰島細胞內的CVB3特異性片段。 先進性：CVB3的感染與糖尿病有著密切的關系，但是目前的研究主要集中在CVB3對胰島細胞的免疫損傷上，有關CVB3直接損傷胰島細胞的報道很少，本實驗進一步證實了CVB3直接損傷胰島細胞的可能性。 獨特之處：1）利用動物模型進行研究不可避免地會受到體內免疫因素的影響。因此本實驗利用體外環(huán)境研究柯薩奇病毒損傷胰島細胞的致病機制，很好的避免了免疫因素的影響。2）體外直接培養(yǎng)動物的胰島細胞有很大的困難且成本較高，本實驗采用誘導大鼠骨髓間充質干細胞為胰島細胞的方法，避免了細胞來源困難的問題，并且降低了實驗成本。 應用價值：1)胰島細胞移植術后，移植的胰島細胞有可能被病毒感染而導致移植術的失敗。本實驗研究發(fā)現(xiàn)，CVB3可以直接感染并破壞胰島細胞，這可能是導致胰島細胞移植術失敗的主要原因之一。本實驗為胰島移植手術前CVB3的檢測提供了理論支持，也為病人預后的改善作出了一定貢獻。 2）目前大多數(shù)研究認為CVB3導致1型糖尿病的主要發(fā)病機制為胰島細胞的免疫損傷，本實驗證實了除免疫損傷以外的CVB3導致1型糖尿病的另一種發(fā)病機制。
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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)胰島細胞的感染情況，初步探討CVB3損傷胰島細胞的機制?；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的免疫損傷機制，有關CVB3直接損傷胰島細胞的報道很少。本實驗通過誘導大鼠骨髓間充質干細胞為胰島細胞，將CVB3感染胰島細胞并檢測細胞中有無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胞。
科學性、先進性及獨特之處
- 科學性：分離并培養(yǎng)骨髓間充質干細胞，用尼克酰胺和β-巰基乙醇進行胰島細胞誘導并鑒定。用CVB3感染胰島細胞，反轉錄-聚合酶鏈式反應(RT-PCR)檢測胰島細胞內的CVB3特異性片段。先進性：本實驗證實了CVB3直接損傷胰島細胞的可能性。獨特之處：1）本實驗利用體外環(huán)境研究，很好的避免了免疫因素的影響。2）本實驗采用誘導大鼠骨髓間充質干細胞的方法，避免了細胞來源困難的問題，降低了實驗成本。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 1)胰島細胞移植術后，移植的胰島細胞有可能被病毒感染而導致移植術的失敗。本實驗研究發(fā)現(xiàn)，CVB3可以直接感染并破壞胰島細胞，這可能是導致胰島細胞移植術失敗的主要原因之一。本實驗為胰島移植手術前CVB3的檢測提供了理論支持，也為病人預后的改善作出了一定貢獻。2）本實驗證實了除免疫損傷以外的CVB3導致1型糖尿病的另一種發(fā)病機制。
學術論文摘要
- 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)胰島細胞的感染情況，初步探討CVB3損傷胰島細胞的機制。方法：分離并培養(yǎng)骨髓間充質干細胞，用尼克酰胺和β-巰基乙醇進行胰島細胞誘導并鑒定。用CVB3感染胰島細胞，反轉錄-聚合酶鏈式反應(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR)檢測胰島細胞內的CVB3特異性片段。結果：骨髓間充質干細胞經藥物誘導后，呈半懸浮狀并聚集成團。雙硫腙特異性染色后細胞變成紅棕色，RT-PCR也證明誘導細胞內具有表達胰島素的mRNA。CVB3感染胰島細胞，細胞出現(xiàn)皺縮，折光性下降等典型病變， RT-PCR法成功擴增出胰島細胞內的CVB3特異性片段。結論：CVB3可以在體外直接損傷胰島細胞，最終引起胰島細胞的裂解。
獲獎情況
- 1.綜述《通過基因轉染誘導骨髓間充質干細胞為胰島樣細胞的進展》已被核心期刊《國際生物醫(yī)學工程雜志》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)病關系研究進展》已被期刊《國際兒科學雜志》接收并將于2011年6月發(fā)表。
鑒定結果
- 本實驗利用體外環(huán)境研究柯薩奇病毒損傷胰島細胞的致病機制，很好的避免了免疫因素的影響。本實驗采用誘導大鼠骨髓間充質干細胞為胰島細胞的方法，避免了細胞來源困難的問題，并且降低了實驗成本。
參考文獻
- [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后受者常見的并發(fā)癥之一，常常成為導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感染胰島細胞的機制頗受大家重視。目前相關研究絕大多數(shù)是關于CVB3破壞胰島細胞的免疫途徑。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誘導胰島細胞的破壞與T細胞應答不相關。來自幾個1型糖尿病患者的尸檢的胰腺標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胞具有親嗜性，也為CVB對胰島細胞直接破壞提供了可能性。CVB3直接損傷胰島細胞的機制可能與胰島細胞表面的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。人類和鼠類細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，這也就在一定程度上解釋為什么利用大鼠建立的胰島細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，它能限制補體介導的細胞損害。早在上個世紀90年代，一些研究就已經證實CVB能夠與DAF結合。Selinka等研究發(fā)現(xiàn)，與DAF結合的CVB3株誘導了更加嚴重的細胞病變效應。正是這兩種受體介導了病毒的吸附，將病毒提呈給受體并參與了宿主細胞的信號傳導過程，而這些信號會影響細胞自身的內環(huán)境并使得胰島自身所需蛋白合成受到抑制，最終造成胰島細胞的裂解死亡。不過病毒對胰島細胞直接損傷和免疫損傷這兩種機制如何相互影響仍不清楚，有待進一步研究證實。
