内吞作用的胰岛素血脑屏障
莎拉·彭伯顿1,
威廉。a .银行
伊丽莎白·m·瑞亚- 1老年研究教育与临床中心,VA普吉特海湾医疗保健系统,美国西雅图,佤邦,
- 2的新陈代谢、内分泌和营养,医学系的,医学院的华盛顿大学西雅图,美国佤邦
- 3老年学和老年医学,医学部门,医学院的华盛顿大学西雅图,美国佤邦
脑内胰岛素的行动,主要是运输从血液穿过血脑屏障(BBB)。然而,所需的内吞作用的机械输送胰岛素大脑仍然未知。此外,有设计的过程在大脑内皮细胞对胰岛素响应绑定和引起胞内信号。使用不同类型的内吞作用的药理抑制剂(clathrin-vs。caveolin-mediated),我们研究了分子介质的胰岛素BBB绑定在孤立的老鼠在老鼠大脑微血管和BBB胰岛素运输研究大脑灌注。我们发现clathrin-mediated机制负责胰岛素表面绑定在孤立脑微血管caveolin-mediated内吞作用可能调解BBB胰岛素运输尤其是下丘脑。这些结果进一步定义所需的分子机械输送胰岛素进入中枢神经系统,强调了区分胰岛素内化transendothelial运输与胞内信号。
1介绍
胰岛素作用在中枢神经系统(CNS)是极度依赖交通穿过血脑屏障(BBB)。一旦出现在中枢神经系统,胰岛素作为多效性的激素,调节新陈代谢,认知和情绪。BBB是一家专业结构由内皮细胞和其他细胞类型,严格控制衬底条目从血液到大脑。BBB, paracellular运输有限是因为紧密连接的表情。在这个结构胞饮也是有限的。尽管证据transendothelial胰岛素运输在BBB已经存在自1980年代以来,大脑内皮细胞内的分子过程(BEC)基本上没有调查(瑞亚和银行,2021年;德菲利斯et al ., 2022)。
运输的胰岛素BBB单向(从血液到大脑)(达菲和Pardridge, 1987年;施瓦茨et al ., 1991;Cashion et al ., 1996),发生饱和的方式(施瓦茨et al ., 1991;银行et al ., 1997 a),可能发生独立的内皮细胞胰岛素受体(Hersom et al ., 2018;土卫五et al ., 2018),不同的大脑区域(银行和Kastin, 1998)。例如,嗅球显示传输速率最高,近七倍整个大脑传输速率(银行et al ., 1999年)。此外,有地区差异的表达胰岛素受体在大脑(瑞亚和银行,2021年),它不一定与胰岛素大脑传输。因此,它是高度可能有地区差异运输监管和胰岛素受体信号。由于依赖资源,胰岛素运输的饱和性质,胰岛素在BEC运输被认为是由transcytosis需要起始腔的表面上的内吞作用。
内吞作用和transcytosis bec可以发生通过目前已知的三个主要过程:clathrin-coated坑、小窝,macropinocytotic囊泡(Pulgar 2018)。在外围内皮细胞内吞作用过程的类型用于胰岛素运输不同在不同的血管床。例如,clathrin-mediated内吞作用是主要形式的内吞作用在微脉管系统(阿齐兹et al ., 2015)而在macrovasculature,如主动脉,caveolin-1是主要的中介(王et al ., 2011)。这个观察表明,机制transendothelial胰岛素运输不同组织和血管床(李和Klip, 2016年)。BBB的存在于小动脉、毛细血管和小静脉在整个大脑,基因差异表达多种基于解剖轴,最近被称为细胞分带(Vanlandewijck et al ., 2018)。大部分的营养交换发生在毛细管的水平。
我们之前报道,在老鼠,transendothelial胰岛素运输具有最低限度影响目标缺失或药理内皮细胞胰岛素受体的封锁。为了确定一个胰岛素胰岛素receptor-independent传输机制,我们研究了网格蛋白——或是否caveolin-mediated机制(土卫五et al ., 2018)。大多数调查的内吞作用bec关于胰岛素在体外包括细胞培养系统和孤立脑微血管(弗兰克和Pardridge, 1981年;弗兰克et al ., 1986;灰色et al ., 2017)。虽然分子调查这些模型是有用的,他们也有限制,需要考虑,如高水平的胰岛素出现在媒体和文化缺乏来自其他细胞的信号的神经血管单元包括星形胶质细胞和周(瑞亚和银行,2021年)。胰岛素的分子机制参与BEC的内吞作用在活的有机体内仍有待调查。理解这个途径可以帮助改善胰岛素BBB运输胰岛素特异表达在中枢神经系统疾病如肥胖和阿尔茨海默病(瑞亚和银行,2019年)。在这里,我们调查的分子介质胰岛素BBB运输和绑定在孤立的老鼠大脑微血管的老鼠心脏灌注。
2材料和方法
2.1动物
六周的老男cd -老鼠从查尔斯河实验室购买(美国西雅图,华盛顿州)和保持在12 h光/暗周期随意获得食物和水。老鼠研究了8周的年龄。微脉管隔离之前,老鼠颈椎脱臼。之前在活的有机体内研究中,老鼠被麻醉的腹腔内注射(ip)聚氨酯(40%)(0.15毫升)。VAPSHCS机构批准的协议都是动物保健和使用委员会和执行机构协会批准的国际实验动物保健的评估和认证。
2.2抑制剂
内吞作用抑制剂都从Sigma-Aldrich提供。莫能菌素和氯丙嗪(CPZ)抑制clathrin-mediated内吞作用。莫能菌素抑制clathrin-dependent内吞作用驱散一个质子梯度(迪克森et al ., 1982)。CPZ导致网格蛋白可能促使细胞内的核内体,从质膜(消耗它王et al ., 1993)。菲律宾菌素三世被用来抑制caveolae-mediated内吞作用。菲律宾菌素行为的拆卸内皮non-coated plasmalemmal囊泡,也被称为脂质筏(施尼策尔et al ., 1994)。S961胰岛素受体的选择性拮抗剂(谢弗et al ., 2008)和优雅Lauge谢弗教授提供的诺和诺德公司(丹麦)。
2.3放射性标记的肽
十µg人类胰岛素(Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国),胰岛素受体拮抗剂S961(丹麦诺和诺德公司),或人类holo-transferrin (Sigma-Aldrich)稀释0.25钠磷酸盐缓冲剂(铅、pH值7.5),和chloramine-T (Sigma-Aldrich)方法用于放射性标签肽1 mCi Na125年我(优秀的,沃尔瑟姆,妈,美国)(土卫五et al ., 2018)。反应开始的10μg chloramine-T 0.25 PB和终止1分钟后添加100µg焦亚硫酸钠。131年I-albumin标签是标签相同的方式使用2 mCi除外131年我(优秀的,沃尔瑟姆,妈,美国)。131年I-albumin被用作血管的标志125年I-transferrin以期回归分析运输研究如前所述(土卫五et al ., 2018)。交联葡聚糖g10列(Sigma-Aldrich)用于分离从自由碘标记多肽和蛋白质。蛋白质标记以15%三氯乙酸(TCA)降水。我们注入的放射性标记底物是品质管理材料,否定自由的高估125年我。
2.4微脉管隔离和处理
整个大脑都被集中和均质在冷冻隔离缓冲区(DMEM,消息灵通的25毫米,pH值7.4,1% (w / v)右旋糖酐和0.5% BSA) Dounce均质机。一系列8-20大脑汇集每一天的实验。匀浆倒一次通过300年μm网格,然后通过100µm网的两倍。滤液结合冷冻的体积相同40%右旋糖酐在隔离缓冲和离心机在4°C 3000 g 30分钟。1毫升的颗粒是resuspended隔离缓冲和用移液器吸取两次通过20µm pluriStrainer®网格(pluriSelect生命科学、莱比锡、德国),最后冲洗前与隔离缓冲区。微血管驻留在20µm网收集表面隔离缓冲区,和样本离心机在4°C 2000克15分钟。1毫升的颗粒是resuspended PBS和旋转在4°C 500 g的3分钟三次。最后的颗粒在孵化resuspended缓冲区(129毫米氯化钠,氯化钾2.5毫米,7.4毫米Na2HPO4,1.3毫米KH2阿宝4,0.63毫米CaCl2,0.74毫米MgSO4葡萄糖,5.3毫米,0.1毫米抗坏血酸,1% BSA, pH值7.4)在微脉管绑定化验。
孤立的微血管加工(如前所述)(银行et al ., 1997 b;银行et al ., 2001年一些修改)。短暂,悬浮颗粒均匀地分成治疗组,有两个技术复制每小组。平均每个绑定试验涉及大约90µg蛋白质降价µL微血管孤立的。每项研究与单独的孤立的微血管重复2 - 3生物复制/研究。微血管与车辆或内吞作用抑制剂治疗。抑制剂在孵化缓冲区组成和/或甲醇。最终浓度抑制剂包括:莫能菌素(10µM), CPZ 20%甲醇(2.8毫米),和菲律宾菌素三世(2μg /毫升0.2%甲醇)与各自的车辆甲醇控制。这些剂量是根据之前的选择在体外和在活的有机体内研究(施尼策尔et al ., 1994;银行et al ., 1997 b;Turinsky et al ., 1997)。样本孵化为15分钟37°C (银行et al ., 2001年),然后处理125年I-insulin(400000年孵化缓冲CPM)和孵化为一个额外的15分钟37°C。样本离心机在10000 g 2分钟在4°C,和上层的收集。丸resuspended在孵化缓冲区,离心机在4225 g 2分钟在4°C,和上层清液与之前的相结合。的放射性颗粒并结合上层清液测定γ计数器(向导2PerkinElmer)。为了确定衬底绑定到细胞表面,冷却的颗粒在400年resuspendedµL酸洗液缓冲区(甘氨酸0.2米,0.15 M氯化钠)带的表面可逆结合底物在冰6分钟,离心机在4225 g 2分钟4°C。上层清液的收集和测量γ计数器之前确定的可逆的绑定(RB)等离子体膜,我们称之为表面绑定。确定数量的衬底内化,冷冻的颗粒在400年resuspendedµL 1% BSA在去离子水和孵化1 h冰溶解细胞。上层清液的样本离心机,是收集、颗粒悬浮在1% BSA和孵化冰上30分钟。样品是离心机,浮在表面的结合上一个,上层清液和颗粒测量γ计数器。我们感兴趣的总量胰岛素内化,不管还会内部膜或细胞溶质,我们测量的细胞质分数(C,最后的上层清液),和内化膜分数(M,颗粒)。计算如下:
百分比计算除以测量感兴趣的(表面绑定或内化)的总数量在样品和乘以100。处理样本相对于车辆控制在每一天的实验。
2.5在活的有机体内S961绑定
在颈静脉麻醉老鼠,被曝光和100µL静脉注射含有车辆(10%的甲醇0.1% BSA / LR)或莫能菌素(50µM 10%甲醇0.1% BSA / LR)管理。三十分钟后,第二个100年µL静脉注射含有1×10 ^ 6125年是I-S961管理和收集血液循环5分钟。从降主动脉,嗅觉灯泡和整个大脑,和整个大脑解剖到10的方法显示大脑区域Glowinski和球队,(1966)。在每个地区的放射性物质的含量计算γ计数器(向导2%注入,PerkinElmer)和纠正125年I-S961(基于注入检查)和组织(g)的重量除以% Inj / g的水平。
2.6原位脑灌注
麻醉后,胸腔打开,胸降主动脉夹和颈静脉切允许血液流失大脑血管空间。26-gauge蝴蝶针插入心脏的左心室,老鼠pre-perfused车辆或抑制剂2毫升/分钟的速度。小鼠灌注与车辆(1%甲醇Zlokovic缓冲区:7.19 g / L氯化钠,0.3 g / L氯化钾,0.28 g / L CaCl2,2.1 g / L NaHCO3,0.16 g / L KH2阿宝4,0.17 g / L无水MgCl2,0.99 g / L d -葡萄糖和1% BSA)±5µM莫能菌素或2μg /毫升菲律宾菌素三世。10分钟后与抑制剂预处理,125年I-insulin (2×105cpm /毫升)是通过心脏的左心室灌注2毫升/分钟的速度。小鼠灌注时间点从0.5到5分钟。整个大脑,嗅觉灯泡,收集和下丘脑,称重,测量γ计数器的放射性。大脑/灌流液比率(µL / g)计算cpm除以每克组织灌流液和绘制的cpm /µL灌注时间。
2.7统计
回归分析等统计分析使用Prism 8.0 (GraphPad软件公司,圣地亚哥,美国)。微脉管绑定化验,意味着报告他们的术语和标准误差比较学生的t测试。p值小于0.05被认为是具有统计学意义。为原位脑灌注研究,线性回归进行大脑/血清或/灌流液比例使用GraphPad棱镜软件。线性回归直线比较统计学与棱镜8.0软件包。他们用相关系数(报告r)和线性回归p值。
3的结果
3.1在体外胰岛素绑定和内吞作用
使用化验的放射性标记的胰岛素绑定和吸收池,孤立的小鼠大脑微血管,我们报告的抑制剂clathrin-mediated内吞作用(莫能菌素和氯丙嗪(CPZ))引起的微脉管表面绑定的显著增加125年I-insulin (图1一个,p= 0.006,36.3%莫能菌素和差异图1 b,pCPZ) = 0.031, 42.2%的差异。CPZ治疗诱导的胰岛素量增加76.9%内化(图1 e,p= 0.018)。莫能菌素没有内化产生显著变化,但结果趋势(图1 d,p= 0.079,33.7%的差异)。没有任何影响抑制窖蛋白的内吞作用(图1 c、F)。,这些发现表明,胰岛素绑定和孤立脑微血管内吞作用是由网格蛋白而不是窖蛋白。
图1。绑定和内吞作用的胰岛素在孤立的老鼠大脑微血管。表面绑定(两者)和内化(D-F)的125年I-insulin调查。125年I-insulin表面绑定在莫能菌素的存在显著增加,氯丙嗪(*p< 0.05),但不是菲律宾菌素。的数量125年I-insulin内化与E)氯丙嗪(*显著增加p< 0.05)。
3.2在活的有机体内网格蛋白抑制后S961绑定
调查是否莫能菌素预处理在活的有机体内可能会影响胰岛素受体表面绑定,我们利用吗125年I-S961,与高亲和力与胰岛素受体结合。我们以前所示125年I-S961不穿过BBB (土卫五et al ., 2018),而是作为一种标记表面绑定。在这里,我们报告说,30分钟后与IV莫能菌素预处理块clathrin-mediated内吞作用,125年I-S961绑定(% Inj / g)显著增加(双向方差分析处理p= 0.0008,图2)。没有因果的差异。这些数据支持我们的在体外研究显示角色clathrin-mediated胰岛素受体的内吞作用在bec回收。
图2。区域绑定125年I-S961在活的有机体内网格蛋白抑制。125年I-S961绑定在BBB增加30分钟后预处理静脉注射50μM莫能菌素相比,车辆(10%的甲醇0.1% BSA / LR)。双向方差分析处理p< 0.001,没有事后的差异。n= 6 /组。
3.3原位内吞作用抑制后胰岛素运输
验证网格蛋白抑制剂的使用在活的有机体内,我们首先研究了转铁蛋白BBB运输、超微结构的底物显示电子显微镜涉及网格蛋白(罗伯茨et al ., 1993)。老鼠与莫能菌素预处理导致下丘脑BBB运输显著下降80%125年I-transferrin Veh K (我与莫能菌素K = 2.37±0.43我= 0.48±0.66µL / g-min,p= 0.033,图3)在活的有机体内修正后的血管空间。这些数据提供额外的证据的影响莫能菌素阻止clathrin-mediated BBB transendothelial运输在活的有机体内和作为一个积极的控制胰岛素交通调查。
图3。网格蛋白在转铁蛋白的作用下丘脑BBB运输。留置针预处理(30分钟),50µM莫能菌素(在10%的甲醇1% BSA / LR)能够显著降低下丘脑125年I-transferrin运输(K我),校正后的血管标记,131年I-albumin,在活的有机体内。n= 8 /组。
消除循环血清的影响因素和更直接的内吞作用机制进行调查BEC表面预处理的老鼠原位脑灌注的内吞作用抑制剂。首先,调查网格蛋白的作用,我们pre-perfused 5µM莫能菌素通过心脏灌注。十分钟后,我们灌注125年I-insulin测量BBB运输。整个大脑和嗅球都没有显示显著改变胰岛素运输(K我(V)或内皮细胞绑定我)当网格蛋白抑制(图4;表1)。我们发现类似的结果与莫能菌素预处理的静脉注射小鼠时30分钟前胰岛素BBB交通调查心脏灌注(数据没有显示)。与转铁蛋白,因此,胰岛素在BBB运输似乎没有clathrin-dependent。
图4。网格蛋白在胰岛素BBB运输。预处理(10分钟)和5µM莫能菌素没有影响125年I-insulin运输(K我(V)或血管绑定我)(一)全脑或(B)嗅球。表1列出了K我和V我对于每一个线性回归。
表1。BBB的药物动力学125年在网格蛋白抑制I-insulin。
然后我们测量的影响阻碍caveolin-mediated内吞作用使用相同的方法,用菲律宾菌素(2μg /毫升)莫能菌素预处理之前125年I-insulin灌注(图5)。抑制窖蛋白不影响胰岛素吸收或绑定在整个大脑或嗅球(图5 a, B;表2)。然而,在下丘脑,菲律宾菌素预处理明显减少胰岛素的速率传输,没有差别的值从0 (ns) (图5 c;表2K我(ns) = 0.94±0.43µL / g-min,p= 0.179)相比,车辆控制(K我= 3.1±0.99µL / g-min,p= 0.014)。这个证据表明下丘脑BBB胰岛素运输被菲律宾菌素表明,胰岛素transcytosis在这个特定的大脑区域依赖于窖蛋白。因此,胰岛素传输机制在BBB可能取决于大脑区域。
图5。在胰岛素BBB窖蛋白运输的作用。Pre-perfusion 10分钟和2μg /毫升菲律宾菌素没有影响125年I-insulin运输(K我(V)或血管绑定我)(一)全脑或(B)嗅球但限制运输(K我)(C)下丘脑。表2列出了K我和V我对于每一个线性回归。
表2。BBB的药物动力学125年I-insulin在抑制窖蛋白。
4讨论
由于我们以前的报告识别胰岛素胰岛素在BBB receptor-independent传输机制(土卫五et al ., 2018),我们调查是否网格蛋白——或者caveolin-mediated机制参与胰岛素绑定或运输。使用前很好的描述方法为研究衬底绑定在孤立的老鼠大脑微血管BBB和衬底运输体内通过心脏灌注方法,我们的发现扩展先前的文学研究胰岛素运输所需的内吞作用机械其他血管床(国王和约翰逊,1985;阿齐兹et al ., 2015)。我们报告clathrin-mediated内吞作用主要是参与胰岛素表面绑定在孤立脑微血管caveolin-mediated内吞作用可能参与胰岛素运输特别是在下丘脑(图6)。
图6。总结的数据。有两个单独的蛋白质负责胰岛素绑定(受体)在BBB和胰岛素运输(运输)。胰岛素绑定在孤立的老鼠微血管clathrin-dependent(左)在活的有机体内胰岛素运输监管区域,但依赖于下丘脑窖蛋白(右侧)。这个图是创建Biorender.com。
我们之前发现BBB胰岛素运输涉及机制至少部分独立于胰岛素受体(土卫五et al ., 2018)显示不同的存在但未知的胰岛素传输机制。先前的研究利用孤立大脑微血管表明胰岛素绑定是竞争,内化是能源的依赖(弗兰克et al ., 1986)。基于这些发现,我们测量胰岛素绑定和内化的bec孤立的微血管体外。我们发现网格蛋白抑制通过莫能菌素或CPZ增加胰岛素对bec表面有约束力。这表明网格蛋白需要胰岛素结合bec。是否增加绑定BEC表面代表胰岛素受体结合位点或绑定到不能在这项研究中区分胰岛素转运。其次,我们在孤立的微血管内吞作用抑制窖蛋白,发现没有影响胰岛素绑定或内化。因此,我们可以得出这样的结论:细胞表面结合胰岛素在孤立大脑微血管是由网格蛋白,因为它是在其他微血管内皮细胞(阿齐兹et al ., 2015),而不是窖蛋白。之前在内皮细胞的研究表明,外周胰岛素受体主要或部分本地化在质膜小凹(Stralfors 2012)。然而,我们的数据显示在孤立脑微血管,胰岛素受体表面定位可能受网格蛋白。再一次,这一数据支持内皮血管床可以完全不同的关于胰岛素受体内化。相比之下,其他人则表明,在商用caveolin-1抑制减少胰岛素的吸收在体外BEC模型(灰色et al ., 2017)。然而,这些在体外模型很难调查BBB功能由于高水平的胰岛素出现在媒体和文化缺乏贡献其他细胞类型的神经血管单元星形胶质细胞、周。
我们还发现网格蛋白抑制胰岛素内化成大脑微血管的数量增加。这最初似乎令人费解,我们无法解释的增加胰岛素绑定,同时与胰岛素内化的机制是一样的。然而,它是可能的,胰岛素内化的增加是由于补偿由caveolin-mediated胰岛素内化。也就是说,当clathrin-mediated内吞作用是不可用,caveolar内吞作用。因为我们无法衡量transcytosis孤立脑微血管,我们搬到的在活的有机体内和原位技术测量胰岛素BBB运输。
接下来,我们想要确定在活的有机体内什么类型的内吞作用机制是必要的,胰岛素transcytosis BBB。为了让抑制剂直接BBB,我们pre-perfused抑制剂允许细胞反应前胰岛素运输试验。灌注后暴露于内吞作用的抑制剂,我们放射性胰岛素不同长度的时间计算在BBB传输速率。虽然我们没有看到效果与莫能菌素在胰岛素药物动力学,我们发现菲律宾菌素在下丘脑BBB有限胰岛素吸收。这表明caveolin-mediated内吞作用BBB在胰岛素运输过程中发挥作用。另外,我们只看到这种效果在下丘脑,而不是在嗅球或整个大脑。这表明,胰岛素在BBB的交通管制不同大脑区域中(土卫五et al ., 2019),需要进一步调查。由于胰岛素BBB运输被抑制caveolin-1不是完全废除,这表明还有其他潜在的传输机制,提供一个备份系统变得不正常。事实上,下丘脑包含独特的运输过程,包括tanycyte障碍的存在,使得这一地区独特的在其他大脑区域(罗德里格斯et al ., 2010)。我们认识到,这些抑制剂会影响分子而不是他们的主要目标(杜塔,唐纳森,2012)。尤其是菲律宾菌素,与胆固醇结合,所以可能会影响其他形式的脂质域内吞作用除了caveolin-mediated通路。为了验证我们的发现,这将是重要的重复这项研究在老鼠身上,网格蛋白——或者通过基因沉默技术caveolin-targeted击倒。
认为胰岛素BBB可以调节不同的运输不同的大脑区域是合理的。最近的一篇论文调查外围胰岛素输注对中枢神经系统基因调控的影响表明,大脑区域对胰岛素反应完全不同(Cai et al ., 2021)。的区域,例如,下丘脑是重要的在调节代谢和有一个高水平的胰岛素传输(土卫五et al ., 2018),有一个健壮的基因表达的变化,当暴露于外周胰岛素。海马体,重要记忆的形成,另一方面,有一个为应对周边的胰岛素基因调控。运输的胰岛素进入这个地区,相比之下,大约是下丘脑的一半。这些研究证明运输可以改变取决于生理需要在任何给定的时间。
总之,我们已经证明了胰岛素在孤立的老鼠大脑微血管内吞作用发生在clathrin-dependent方式。另一方面,我们显示原位,胰岛素transcytosis BBB的不同区域,可以由下丘脑的BBB窖蛋白。我们的研究是有限的我们限制绑定和运输研究只调查内吞作用的两种主要形式。然而,有其他形式的内吞作用,可能参与胰岛素BBB transcytosis (多尔蒂和麦克马洪,2009),或胰岛素BBB运输可以依赖内吞作用以外的一个过程。模型使用一个更具体的击倒这些过程或其他形式的调查transcytosis需要进一步研究胰岛素BBB运输分子机器。
数据可用性声明
最初的贡献提出了研究中都包含在本文/辅料,可以针对相应的作者进一步询问。
道德声明
动物研究回顾和批准VAPSHCS机构动物保健和使用委员会。
作者的贡献
ER的构思和设计研究;SP、DG和ER进行实验;SP、DG和ER分析数据;SP、DG、女士、世行和ER解释实验结果;SP和ER准备数据;SP和ER起草的手稿;SP、DG、女士、世行和ER编辑和修订后的手稿;SP、DG、女士、世行和ER批准的最终版本的手稿。
资金
这项工作是由一个新的美国国家研究所的研究员奖Health-funded糖尿病研究中心的华盛顿大学的e DK017047-44 (ER), e AG066509 (ER);RF1AG059088 (WB), R01 DK83042(女士),和退伍军人事务部普吉特海湾卫生保健系统研发(ER和世行)。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
引用
阿齐兹,p . M。,Zyla, R. E., Guan, S., Wang, C., Liu, J., Bolz, S. S., et al. (2015). Clathrin-dependent entry and vesicle-mediated exocytosis define insulin transcytosis across microvascular endothelial cells.摩尔。杂志。细胞26日,740 - 750。doi: 10.1091 / mbc.e14 - 08 - 1307
银行,w。,Freed, E. O., Wolf, K. M., Robinson, S. M., FrankoM., , and Kumar, V. B. (2001). Transport of human immunodeficiency virus type 1 pseudoviruses across the blood-brain barrier: Role of envelope proteins and adsorptive endocytosis.j .性研究。75年,4681 - 4691。doi: 10.1128 / jvi.75.10.4681 - 4691.2001
银行,w。,Jaspan, J. B., Huang, W., and Kastin, A. J. (1997). Transport of insulin across the blood-brain barrier: Saturability at euglycemic doses of insulin.肽18日,1423 - 1429。doi: 10.1016 / s0196 - 9781 (97) 00231 - 3
银行,w。K一个年代t我n,A. J., and Akerstrom, V. (1997). HIV-1 protein gp120 crosses the blood-brain barrier: Role of adsorptive endocytosis.生命科学。61年,PL119-25。doi: 10.1016 / s0024 - 3205 (97) 00597 - 3
银行,w。,和Kastin, A. J. (1998). Differential permeability of the blood-brain barrier to two pancreatic peptides: Insulin and amylin.肽19日,883 - 889。doi: 10.1016 / s0196 - 9781 (98) 00018 - 7
银行,w。K一个年代t我n,A. J., and Pan, W. (1999). Uptake and degradation of blood-borne insulin by the olfactory bulb.肽20岁,373 - 378。doi: 10.1016 / s0196 - 9781 (99) 00045 - 5
Cai, W。,Zhang, X., Batista, T. M., Garcia-Martin, R., Softic, S., Wang, G., et al. (2021). Peripheral insulin regulates a broad network of gene expression in hypothalamus, Hippocampus, and nucleus accumbens.糖尿病70年,1857 - 1873。doi: 10.2337 / db20 - 1119
Cashion, m F。、银行、w。,和Kastin, A. J. (1996). Sequestration of centrally administered insulin by the brain: Effects of starvation, aluminum, and TNF-alpha.霍恩。Behav。280 - 286年。doi: 10.1006 / hbeh.1996.0034
德菲利斯·G。,Goncalves, R. A., and Ferreira, S. T. (2022). Impaired insulin signalling and allostatic load in Alzheimer disease.Nat,启>。23日,215 - 230。doi: 10.1038 / s41583 - 022 - 00558 - 9
迪克森,r . B。,Willingham, M. C., and Pastan, I. H. (1982). Receptor-mediated endocytosis of alpha 2-macroglobulin: Inhibition by ionophores and stimulation by Na+ and HCO3(-).安。纽约大学专科学校科学。401年,38-49。doi: 10.1111 / j.1749-6632.1982.tb25705.x
多尔蒂,g . J。,和米cMahon, H. T. (2009). Mechanisms of endocytosis.为基础。学生物化学启。78年,857 - 902。doi: 10.1146 / annurev.biochem.78.081307.110540
达菲,k . R。,和Pardridge, W. M. (1987). Blood-brain-barrier transcytosis of insulin in developing rabbits.大脑Res。420年,。0006 - 8993 . doi: 10.1016 / (87) 90236 - 8
Dutta D。,和Donaldson, J. G. (2012). Search for inhibitors of endocytosis: Intended specificity and unintended consequences.细胞。逻辑学家。2,203 - 208。doi: 10.4161 / cl.23967
弗兰克·h·J。,和Pardridge, W. M. (1981). A direct在体外演示的胰岛素结合孤立脑微血管。糖尿病757 - 761年。doi: 10.2337 / diab.30.9.757
弗兰克·h·J。,Pardridge, W. M., Morris, W. L., Rosenfeld, R. G., and Choi, T. B. (1986). Binding and internalization of insulin and insulin-like growth factors by isolated brain microvessels.糖尿病35岁,654 - 661。doi: 10.2337 / diab.35.6.654
Glowinski, J。,和我versen, L. L. (1966). Regional studies of catecholamines in the rat brain. I. The disposition of [3H]norepinephrine, [3H]dopamine and [3H]dopa in various regions of the brain.j . Neurochem。13日,655 - 669。doi: 10.1111 / j.1471-4159.1966.tb09873.x
灰色,s M。,Aylor, K. W., and Barrett, E. J. (2017). Unravelling the regulation of insulin transport across the brain endothelial cell.Diabetologia1512 - 1521。doi: 10.1007 / s00125 - 017 - 4285 - 4
Hersom, M。,Helms, H. C., Schmalz, C., Pedersen, T. A., Buckley, S. T., and Brodin, B. (2018). The insulin receptor is expressed and functional in cultured blood-brain barrier endothelial cells but does not mediate insulin entry from blood to brain.点。j .杂志。性。金属底座。315年,E531-E542。doi: 10.1152 / ajpendo.00350.2016
国王,g . L。,和Johnson, S. M. (1985). Receptor-mediated transport of insulin across endothelial cells.科学。(纽约,纽约)227年,1583 - 1586。doi: 10.1126 / science.3883490
李,w . L。,和Klip, A. (2016). Endothelial transcytosis of insulin: Does it contribute to insulin resistance?杂志。(贝塞斯达)31日,336 - 345。doi: 10.1152 / physiol.00010.2016
土卫五,e . M。,和银行,w。(2021). A historical perspective on the interactions of insulin at the blood-brain barrier.j . Neuroendocrinol。33岁的e12929。doi: 10.1111 / jne.12929
土卫五,e . M。,和银行,w。(2019). Role of the blood-brain barrier in central nervous system insulin resistance.前面。>。13日,521年。doi: 10.3389 / fnins.2019.00521
土卫五,e . M。,Rask-Madsen, C., and Banks, W. A. (2018). Insulin transport across the blood-brain barrier can occur independently of the insulin receptor.j .杂志。596年,4753 - 4765。doi: 10.1113 / JP276149
土卫五,e . M。,Salameh, T. S., and Banks, W. A. (2019). Routes for the delivery of insulin to the central nervous system: A comparative review.经验,神经。313年,10 - 15。doi: 10.1016 / j.expneurol.2018.11.007
罗伯茨,r . L。,好吧,r E。,和Sandra, A. (1993). Receptor-mediated endocytosis of transferrin at the blood-brain barrier.j .细胞科学。104年,521 - 532。doi: 10.1242 / jcs.104.2.521
罗德里格斯,e . M。,Blazquez, J. L., and Guerra, M. (2010). The design of barriers in the hypothalamus allows the median eminence and the arcuate nucleus to enjoy private milieus: The former opens to the portal blood and the latter to the cerebrospinal fluid.肽31日,757 - 776。doi: 10.1016 / j.peptides.2010.01.003
谢弗,L。,Brand, C. L., Hansen, B. F., Ribel, U., Shaw, A. C., Slaaby, R., et al. (2008). A novel high-affinity peptide antagonist to the insulin receptor.物化学。Biophys。Commun >,376年,380 - 383。doi: 10.1016 / j.bbrc.2008.08.151
施尼策尔,j·E。,哦,P。,Pinney, E., and Allard, J. (1994). Filipin-sensitive caveolae-mediated transport in endothelium: Reduced transcytosis, scavenger endocytosis, and capillary permeability of select macromolecules.j .细胞杂志。127年,1217 - 1232。doi: 10.1083 / jcb.127.5.1217
施瓦兹,m . W。,Bergman, R. N., Kahn, S. E., Taborsky, G. J., Fisher, L. D., Sipols, A. J., et al. (1991). Evidence for entry of plasma insulin into cerebrospinal fluid through an intermediate compartment in dogs. Quantitative aspects and implications for transport.j .中国。投资。88年,1272 - 1281。doi: 10.1172 / JCI115431
Stralfors, p (2012)。窖蛋白的小窝,角色在胰岛素信号和糖尿病。放置Exp。地中海,杂志。729年,111 - 126。doi: 10.1007 / 978 - 1 - 4614 - 1222 - 9 - _8
Turinsky, J。,Damrau-Abney, A., Elmendorf, J. S., and Smith, T. R. (1997). Effect of monensin on 2-deoxyglucose uptake, the insulin receptor and phosphatidylinositol 3-kinase activity in rat muscle.j .性。154年,85 - 93。doi: 10.1677 / joe.0.1540085
Vanlandewijck, M。他,L。,米一个e,米。A., Andrae, J., Ando, K., Del Gaudio, F., et al. (2018). A molecular atlas of cell types and zonation in the brain vasculature.自然554年,475 - 480。doi: 10.1038 / nature25739
王,H。,Wang, A. X., and Barrett, E. J. (2011). Caveolin-1 is required for vascular endothelial insulin uptake.点。j .杂志。性。金属底座。300年,E134-E144。doi: 10.1152 / ajpendo.00498.2010
关键词:胰岛素运输、胰岛素受体、内吞作用、微血管血脑屏障
引用:Galindo直流,彭伯顿年代,施瓦茨MW,银行佤邦和土卫五EM(2022)内吞作用的胰岛素血脑屏障。前面。药物。Deliv。2:1062366。doi: 10.3389 / fddev.2022.1062366
收到:2022年10月05;接受:2022年11月14日;
发表:2022年11月24日。
编辑:
Morten Schallburg尼尔森丹麦奥尔胡斯大学版权©2022彭伯顿,Galindo Schwartz,银行和瑞亚。这是一个开放分布式根据文章知识共享归属许可(CC)。使用、分发或复制在其他论坛是允许的,提供了原始作者(年代)和著作权人(s)认为,最初发表在这个期刊引用,按照公认的学术实践。没有使用、分发或复制是不符合这些条件的允许。
*通信:伊丽莎白·m·瑞亚meredime@uw.edu