研究目的和背景:胰岛β细胞的自我复制增殖是成年后胰岛β细胞的主要来源。葡萄糖是促进胰岛β细胞早期代偿性增殖的重要因子,但其调控胰岛β细胞增殖的确切机制还不完全清楚。课题组在前期建立的短期持续高糖输注诱导胰岛β细胞增殖的大鼠模型中发现Wnt信号通路中CXXC4基因表达明显下降。既往的研究提示CXXC4是Wnt/β-catenin信号通路的负性调控因子,而前期对CXXC4的研究主要集中在肿瘤领域。CXXC4是否参与调控胰岛β细胞的增殖也暂不清楚。本研究的目的是明确CXXC4是否参与了高糖诱导的胰岛β细胞增殖,以及探讨CXXC4基因调控胰岛β细胞增殖的可能机制,以期为糖尿病的治疗提供新的理论依据和治疗靶点。材料与方法:首先利用颈静脉持续输注50%葡萄糖的方法,建立短期持续高糖输注诱导胰岛β细胞增殖的大鼠模型,研究在体内葡萄糖引起胰岛β细胞增殖时CXXC4基因的表达情况。其次将胰岛β细胞瘤细胞系INS-1细胞和分离的大鼠原代胰岛细胞,用不同的葡萄糖浓度进行培养,研究在体外葡萄糖对胰岛β细胞增殖的影响,用CCK-8和Ed U掺入的方法检测胰岛β细胞的增殖情况。同时提取RNA和蛋白,用实时定量PCR和Western Blot的方法检测CXXC4基因和蛋白以及Wnt信号通路下游基因的表达变化。然后通过腺病毒转染的方法,在INS-1细胞中高表达CXXC4后,使用CCK-8和流式细胞术分别检测细胞增殖和细胞周期,观察葡萄糖刺激的胰岛细胞增殖和细胞周期的变化情况。并利用Western Blot检测Wnt信号通路中的关键组分β-catenin和下游与细胞增殖相关的基因Cyclin D2的表达变化情况。结果:1.短期高糖输注可诱导大鼠胰岛增殖同时CXXC4表达下降2.高糖可以促进INS-1细胞的增殖,降低CXXC4的表达3.高糖促进原代大鼠胰岛增殖,降低CXXC4的表达4.过表达CXXC4可以抑制高糖引起的INS-1细胞增殖5.过表达CXXC4抑制INS-1细胞Wnt/β-catenin信号通路的激活和下游Cyclin D2的上调结论:1.短期葡萄糖刺激通过抑制CXXC4的表达促进胰岛β细胞的增殖。2.Wnt/β-catenin信号通路及下游cyclin D2参与了CXXC4抑制高糖诱导的胰岛β细胞增殖。