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细胞外基质（Extracellular matrix,ECM）是由动物细胞合成并分泌的多种大分子,是细胞赖以生存的微环境,在调节组织修复、细胞生长和细胞功能方面具有重要的作用。Ⅰ型和Ⅴ型胶原是胰岛细胞周围ECM中的重要组成成分,在调节胰岛细胞增殖和功能方面具有重要的作用。但到目前为止,针对Ⅰ型和Ⅴ型胶原影响胰岛细胞生长、胰岛素合成以及分泌的机制研究很少。本课题组前期研究发现,Ⅰ型和Ⅴ型胶原可通过调节β-catenin入核影响大鼠胰岛β细胞（INS-1）的增殖。在本研究中,我们将进一步考察β-catenin在细胞增殖中的作用。通常情况下,E-cadherin与β-catenin以复合物形式锚定在细胞膜上,共同参与调节细胞与细胞间的连接。本研究发现,Ⅰ型胶原包被培养下,INS-1细胞与细胞间连接降低,E-cadherin蛋白表达水平降低,靶向沉默E-cadherin后进一步促进β-catenin进入细胞核,进而上调INS-1细胞增殖;而Ⅴ型胶原包被培养下,INS-1细胞与细胞间连接增强,E-cadherin蛋白表达水平升高,靶向沉默E-cadherin后促进β-catenin进入细胞核,逆转Ⅴ型胶原对INS-1细胞增殖的抑制作用。Integrin β1是胶原经典受体之一,Ⅰ型胶原包被培养促进integrin β1信号通路的激活,使用SU6656抑制integrin β1信号通路或靶向沉默integrin β1可逆转Ⅰ型胶原对INS-1细胞的促增殖作用;Ⅴ型胶原抑制integrin β1信号通路,使用SU6656抑制integrin β1信号通路或靶向沉默integrin β1可进一步抑制INS-1细胞的增殖。同时,Ⅰ型胶原包被下,抑制integrin β1可上调E-cadherin表达,抑制β-catenin进入细胞核,但Ⅴ型胶原包被下,抑制integrinβ1不影响E-cadherin的表达和β-catenin进入细胞核。实验结果说明Ⅰ型和Ⅴ型胶原可通过Integrin β1和E-cadherin/β-catenin信号通路调节INS-1细胞的增殖。胰岛素样生长因子受体（Insulin-like growth factor-receptor,IGF-1R）经常作为 β-catenin上游在调节胰岛β细胞增殖、胰岛素分泌以及合成方面具有重要的作用,且ECM往往具有生长因子样作用,可调节生长因子受体的活性。细胞自噬（Autophagy）在调节胰岛β细胞增殖和细胞内胰岛素生成方面具有重要的作用,且经常被IGF-1R信号通路调节。因此本课题组基于IGF-1R-autophagy-β-catenin途径考察了 Ⅰ型胶原影响细胞增殖、胰岛素合成和分泌的作用机制。实验结果表明,Ⅰ型胶原包被下,INS-1细胞内胰岛素的合成和分泌以及细胞增殖均显著升高。在此过程中,IGF-1R蛋白表达增加,使用IGF-1R活性抑制剂AG1024或者IGF-1R小干扰RNA（si-IGF-1R）作用于INS-1细胞后,Ⅰ型胶原包被培养的INS-1细胞增殖被抑制,胰岛素合成降低,但胰岛素分泌进一步升高。自噬可作为IGF-1R的下游被Ⅰ型胶原抑制,使用自噬抑制剂3 MA作用于INS-1细胞后,细胞增殖以及胰岛素合成进一步被促进,胰岛素的分泌不变。抑制自噬,进一步抑制E-cadherin蛋白表达,促进β-catenin入核。β-catenin入核促进胰岛素基因的转录,但不影响胰岛素的分泌。实验结果表明,Ⅰ型胶原可通上调IGF-1R蛋白表达,抑制自噬,进而促进β-catenin入核,促进INS-1细胞中胰岛素的合成和细胞增殖。Yes-associated protein（YAP）是Hippo信号通路的下游效应分子,能识别细胞外机械信号并将细胞外信号传入细胞内,调节细胞的生物学行为,在调节胰岛β细胞功能方面发挥重要的作用。因此,接下来我们考察了 V型胶原包被培养下YAP在胰岛素合成和分泌方面的作用。实验结果表明,在V型胶原包被培养的INS-1细胞中,胰岛素合成和分泌显著升高,在此过程中伴随着YAP入核的降低。向INS-1细胞中加入YAP活性抑制剂维替泊芬（verteporfin,VP）后,胰岛素的合成和分泌进一步升高。LATS是Hippo信号通路中YAP上游的蛋白激酶,可促进YAPS127位点磷酸化抑制YAP移入细胞核。我们向V型胶原包被的INS-1细胞中转染LATS小干扰RNA（si-LATS）激活YAP,si-LATS抑制了 V型胶原诱导的胰岛素的合成和分泌。本实验中,V型胶原包被培养下,IGF-1R蛋白水平显著降低。向Ⅴ型胶原包被的INS-1细胞中转染si-IGF-1R后,胰岛素的合成和分泌进一步升高。IGF-1作用于INS-1细胞后可通过抑制LATS的磷酸化促进YAP入核,进而抑制Ⅴ型胶原诱导的胰岛素合成和分泌。实验结果表明,Ⅴ型胶原可通过抑制1GF-1R/YAP信号通路促进INS-1细胞中胰岛素的合成和分泌。综上,在胰岛β细胞增殖方面,Ⅰ型胶原可通过两条信号通路调节INS-1细胞的增殖,一是Ⅰ型胶原激活Integrin β1信号通路,进而抑制E-cadherin/β-catenin复合物的形成,从而促进β-catenin入核,促进INS-1细胞的增殖;二是通过促进IGF-1R蛋白的表达,抑制自噬,进而促进β-catenin入核,促进INS-1细胞的增殖。Ⅴ型胶原可分别通过抑制Integrin β1和促进E-cadherin/β-catenin两条信号通路抑制INS-1细胞的增殖。在胰岛β细胞功能方面,Ⅰ型胶原可通过促进IGF-1R蛋白的表达,抑制自噬,进而促进β-catenin入核,促进INS-1细胞中胰岛素的合成。Ⅴ型胶原可通过抑制IGF-1R蛋白的表达,抑制YAP入核,从而促进INS-1细胞中胰岛素的分泌和合成。