Skip to main content
Erschienen in: Diabetologia 6/2007

01.06.2007 | Short Communication

Gene expression heterogeneity in human islet endocrine cells in vitro: the insulin signalling cascade

verfasst von: D. Muller, G. C. Huang, S. Amiel, P. M. Jones, S. J. Persaud

Erschienen in: Diabetologia | Ausgabe 6/2007

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Aims/hypothesis

Insulin secretion is a highly regulated mechanism involving a complex insulin-dependent network of communication between alpha, beta and delta cells. However, whereas the role of insulin in beta cells has been well documented, very little is known about its role in alpha and delta cells. Having recently demonstrated heterogeneity of insulin receptor (INSR) isoform expression in these three endocrine cell types, our current study aimed to characterise the expression pattern of the multiple isoforms involved in the insulin signal transduction cascade in human alpha, beta and delta cells in vitro.

Materials and methods

cDNA samples prepared from single human islet cells were subjected to nested PCRs.

Results

Of 706 cells analysed, 15% were alpha cells, 28% beta cells, 8% delta cells and 46% non-endocrine cells. Profiling of expression of the insulin signalling cascade elements showed a heterogeneity between islet cell types, although at least one member of each protein family was expressed in the three populations of endocrine cells. Thus, the mRNAs coding for INSR-B, phosphoinositide-dependent protein kinase-1 and the human homologue of v-akt murine thymoma viral oncogene homologue 1 (AKT1) could not be detected in alpha cells, but were expressed by beta and delta cells. In addition, while the insulin receptor substrates IRS1 and IRS2, phosphoinositide-3-kinase, catalytic, beta polypeptide (PIK3CB) and AKT2 were expressed with relatively low frequencies in alpha and delta cells (<17% for IRS1, IRS2, PIK3CB; <25% for AKT2), their frequencies of expression in beta cells were 50, 33, 33 and 100%, respectively.

Conclusions/interpretation

Our results suggest that insulin signalling cascade elements in human alpha, beta and delta cells have distinct expression patterns.
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Harbeck MC, Louie DC, Howland J, Wolf BA, Rothenberg PL (1996) Expression of insulin receptor mRNA and insulin receptor substrate 1 in pancreatic islet beta-cells. Diabetes 45:711–717PubMedCrossRef Harbeck MC, Louie DC, Howland J, Wolf BA, Rothenberg PL (1996) Expression of insulin receptor mRNA and insulin receptor substrate 1 in pancreatic islet beta-cells. Diabetes 45:711–717PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Gunton JE, Kulkarni RN, Yim S et al (2005) Loss of ARNT/HIF1β mediates altered gene expression and pancreatic-islet dysfunction in human type 2 diabetes. Cell 122:337–349PubMedCrossRef Gunton JE, Kulkarni RN, Yim S et al (2005) Loss of ARNT/HIF1β mediates altered gene expression and pancreatic-islet dysfunction in human type 2 diabetes. Cell 122:337–349PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Kulkarni RN, Bruning JS, Winnay JN, Postic C, Magnuson MA, Kahn CR (1999) Tissue-specific knockout of the insulin receptor in pancreatic β cells creates an insulin secretory defect similar to that in type 2 diabetes. Cell 96:329–339PubMedCrossRef Kulkarni RN, Bruning JS, Winnay JN, Postic C, Magnuson MA, Kahn CR (1999) Tissue-specific knockout of the insulin receptor in pancreatic β cells creates an insulin secretory defect similar to that in type 2 diabetes. Cell 96:329–339PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Marchetti P, Lupi R, Federici M et al (2002) Insulin secretory function is impaired in isolated human islets carrying the Gly972→Arg IRS-1 polymorphism. Diabetes 51:1419–1424PubMedCrossRef Marchetti P, Lupi R, Federici M et al (2002) Insulin secretory function is impaired in isolated human islets carrying the Gly972→Arg IRS-1 polymorphism. Diabetes 51:1419–1424PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Hope KM, Tran PO, Zhou H, Oseid E, Leroy E, Robertson RP (2004) Regulation of alpha-cell function by the beta-cell in isolated human and rat islets deprived of glucose: the “switch-off” hypothesis. Diabetes 53:1488–1495PubMedCrossRef Hope KM, Tran PO, Zhou H, Oseid E, Leroy E, Robertson RP (2004) Regulation of alpha-cell function by the beta-cell in isolated human and rat islets deprived of glucose: the “switch-off” hypothesis. Diabetes 53:1488–1495PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Diao J, Asghar Z, Chan CB, Wheeler MB (2005) Glucose-regulated glucagon secretion requires insulin receptor expression in pancreatic α-cells. J Biol Chem 280:33487–33496PubMedCrossRef Diao J, Asghar Z, Chan CB, Wheeler MB (2005) Glucose-regulated glucagon secretion requires insulin receptor expression in pancreatic α-cells. J Biol Chem 280:33487–33496PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Muller D, Huang GC, Amiel S, Jones PM, Persaud SJ (2006) Identification of insulin signaling elements in human β-cells: autocrine regulation of insulin gene expression. Diabetes 55:2835–2842PubMedCrossRef Muller D, Huang GC, Amiel S, Jones PM, Persaud SJ (2006) Identification of insulin signaling elements in human β-cells: autocrine regulation of insulin gene expression. Diabetes 55:2835–2842PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Withers DJ, Gutierrez JS, Towery H et al (1998) Disruption of IRS-2 causes type 2 diabetes in mice. Nature 391:900–904PubMedCrossRef Withers DJ, Gutierrez JS, Towery H et al (1998) Disruption of IRS-2 causes type 2 diabetes in mice. Nature 391:900–904PubMedCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Garofalo RS, Orena SJ, Rafidi K et al (2003) Severe diabetes, age-dependent loss of adipose tissue, and mild growth deficiency in mice lacking Akt2/PKBβ. J Clin Invest 112:197–208PubMedCrossRef Garofalo RS, Orena SJ, Rafidi K et al (2003) Severe diabetes, age-dependent loss of adipose tissue, and mild growth deficiency in mice lacking Akt2/PKBβ. J Clin Invest 112:197–208PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Teitelman G, Alpert S, Polak JM, Martinez A, Hanahan D (1993) Precursor cells of mouse endocrine pancreas coexpress insulin, glucagons and the neural proteins tyrosine hydroxylase and neuropeptide Y, but not pancreatic polypeptide. Development 118:1031–1039PubMed Teitelman G, Alpert S, Polak JM, Martinez A, Hanahan D (1993) Precursor cells of mouse endocrine pancreas coexpress insulin, glucagons and the neural proteins tyrosine hydroxylase and neuropeptide Y, but not pancreatic polypeptide. Development 118:1031–1039PubMed
Metadaten
Titel
Gene expression heterogeneity in human islet endocrine cells in vitro: the insulin signalling cascade
verfasst von
D. Muller
G. C. Huang
S. Amiel
P. M. Jones
S. J. Persaud
Publikationsdatum
01.06.2007
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Diabetologia / Ausgabe 6/2007
Print ISSN: 0012-186X
Elektronische ISSN: 1432-0428
DOI
https://doi.org/10.1007/s00125-007-0671-7

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2007

Diabetologia 6/2007 Zur Ausgabe

Leitlinien kompakt für die Innere Medizin

Mit medbee Pocketcards sicher entscheiden.

Seit 2022 gehört die medbee GmbH zum Springer Medizin Verlag

Echinokokkose medikamentös behandeln oder operieren?

06.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Die Therapie von Echinokokkosen sollte immer in spezialisierten Zentren erfolgen. Eine symptomlose Echinokokkose kann – egal ob von Hunde- oder Fuchsbandwurm ausgelöst – konservativ erfolgen. Wenn eine Op. nötig ist, kann es sinnvoll sein, vorher Zysten zu leeren und zu desinfizieren. 

Umsetzung der POMGAT-Leitlinie läuft

03.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Seit November 2023 gibt es evidenzbasierte Empfehlungen zum perioperativen Management bei gastrointestinalen Tumoren (POMGAT) auf S3-Niveau. Vieles wird schon entsprechend der Empfehlungen durchgeführt. Wo es im Alltag noch hapert, zeigt eine Umfrage in einem Klinikverbund.

Proximale Humerusfraktur: Auch 100-Jährige operieren?

01.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Mit dem demographischen Wandel versorgt auch die Chirurgie immer mehr betagte Menschen. Von Entwicklungen wie Fast-Track können auch ältere Menschen profitieren und bei proximaler Humerusfraktur können selbst manche 100-Jährige noch sicher operiert werden.

Die „Zehn Gebote“ des Endokarditis-Managements

30.04.2024 Endokarditis Leitlinie kompakt

Worauf kommt es beim Management von Personen mit infektiöser Endokarditis an? Eine Kardiologin und ein Kardiologe fassen die zehn wichtigsten Punkte der neuen ESC-Leitlinie zusammen.

Update Innere Medizin

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.