基本介紹
- 中文名：L細胞
- 發現時間：1943
- 來源：正常的皮下組織細胞
- 所屬領域：生物學
- 發現者：W．R．Earle
- 主要功能：釋放GLP-1
介紹,來源特徵分布,分泌功能,研究模型,調控因素,營養物質,神經和激素,
介紹
L細胞為最初現存的確立細胞株（Esta·blished cell line），與人子宮癌海拉（HeLa）細胞一起廣泛套用於種種目的的實驗。L細胞來源於正常的皮下組織細胞，但在培養過程中受甲基膽蒽處理則惡變，移植於C3H系小白鼠皮下則形成肉瘤。因為是在試管內最初的癌化細胞而出名。Samford等用顯微操作器將細胞單個剝離，分離出能形成不同程度癌腫的克隆細胞系。克隆L－929為其中之一，作為標準細胞株供作各種定量的實驗。L－929細胞系不能使C3H/HeN小白鼠形成癌腫。
來源特徵分布
研究顯示，包括腸道內分泌細胞在內的四種腸道上皮細胞均由小腸隱窩內的多潛能幹細胞分化而來。一些生理和藥理物質（福斯高林、伊屋諾黴素等）均可刺激隱窩細胞分泌GLP-1和PYY，提示L細胞來源於腸道隱窩細胞。人L細胞分布在整個腸道，數量從小腸近端向大腸遠端逐漸增加。疾病狀態下，L細胞的形態、分化過程和分布規律有何變化尚待研究。
分泌功能
GLP-1
L細胞主要釋放GLP-1。GLP-1能夠刺激胰島β細胞分泌胰島素並且抑制α細胞分泌胰高血糖素，具有良好的降低餐後血糖的作用。並且其作用呈血糖依賴性，當葡萄糖濃度低於正常時就不刺激胰島素分泌，從而防止低血糖的發生。GLP-1可促進β細胞的增殖和再生，防止β細胞凋亡。此外，GLP-1既可抑制胃泌素誘導的酸分泌又可抑制食物誘導的胃排空和胰腺分泌。GLP-1還有調節食慾和食物吸收的功能，以控制體重。
GLP-2、PYY、胃泌酸調節素
L細胞還可分泌GLP-2、PYY、胃泌酸調節素等重要的肽類激素。GLP-2可促進腸道上皮細胞的再生和修復，可調節黏膜的完整性、通透性和對營養的吸收功能。PYY和胃泌酸調節素可以減少嚙齒類動物和人的食物攝人量。
研究模型
原代培養的腸道內分泌細胞
是腸道激素體外實驗常用工具。胚胎大鼠腸細胞（FRIC）對多種信號轉導通路和細胞外調節因子應答，分泌GLP-1，但沒有葡萄糖反應性，這可能與胚胎期L細胞尚未表達成年期葡萄糖感受裝置有關。也有嘗試將成年小鼠的小腸細胞混合培養作為腸道激素體外試驗研究的替代工具。但是由於它是一種異質性、不均勻的混雜細胞群，限制了深入研究。有實驗室運用反流離心淘洗技術獲得成年犬L細胞，細胞群更加均一，但該技術成本較高，使用受到限制。
細胞系
（3）NCI-H716：是一種來源於人的GLP-1分泌細胞系，來源於低分化的盲腸腺癌，具有內分泌特性，包括嗜鉻粒蛋白和胰高血糖素原的表達。它還表達多種神經激素（包括胃泌素、5-羥色胺、生長抑素）的受體。NCI-H716在脂肪酸、糖調節蛋白（GRP）、膽鹼能激動劑、PKA和PKC活化劑的刺激下分泌GLP-1。但不同的是，在NCI-H716中，刺激GLP-1分泌的活化劑不能調節胰高血糖素原基因的表達。如PKA能上調動物模型中胰高血糖素原基因的表達，卻不能改變其在NCI-H716中的水平。這種胰高血糖素原基因表達調控的異常使得NCI-H716細胞系作為人L細胞研究模型的可靠性仍有待證實。
把黃色螢光蛋白venus的序列插入胰高血糖素原的編碼區，獲得黃色螢光標記的表達胰高血糖素原細胞的轉基因小鼠。其中在腸道分離出的螢光標記細胞表達胰高血糖素原、GLP-1和PYY，提示為L細胞。通過電生理學、螢光鈣成像及表達分析等方法證實L細胞具有電可興奮性和營養物質的直接反應性，與先前在GLUTag細胞系中獲得的研究結果相類似，從而為進一步研究天然腸道L細胞的生理特徵提供了一種全新的模型。運用此模型，有研究進一步揭示了脂肪、蛋白質等營養物質刺激L細胞分泌GLP-1的分子機制，發現了磷酸二酯酶、腺苷酸環化酶同工酶調節L細胞分泌GLP-1的重要作用，提出谷氨醯胺可以通過增加胞質內的Ca2+和環磷腺苷（cAMP）濃度觸發並加強L細胞分泌GLP-1。
調控因素
營養物質
（1）葡萄糖：人體進食後，GIP-1呈雙時相分泌，早時相分泌出現在進食後不久，持續15～30min，晚時相分泌持續1～2 h或更長。一般在進食液態糖5min內，十二指腸近端即可檢測到葡萄糖，此時血漿GLP-1的一相快速分泌已開始升高。由於十二指腸的L細胞密度較低，GLP-1的快速分泌發生在營養物質到達聚集大量L細胞的迴腸和結腸之前，提示近端小腸產生的神經信號或激素因子刺激遠端L細胞，間接觸發GLP-1的快速分泌。然而，人體葡萄糖灌注實驗顯示，僅當葡萄糖進入十二指腸的速率超過十二指腸對葡萄糖的吸收能力時，即未吸收的葡萄糖進入空腸，才能刺激局部的L細胞分泌GLP-1。此外，迴腸切除或直腸與結腸切除術的患者GLP-1的早期分泌仍然保留，提示局部腸腔內的營養物質感受通路仍是GLP-1早期分泌的觸發因素。
神經和激素
營養物質攝入後5～15min，血漿GLP-1就可達高峰，此時營養物質尚未到達L細胞大量分布的遠端迴腸，提示存在一種近端信號調節遠端腸道L細胞釋放GLP-1的環路機制。這種環路主要涉及腸道神經系統、迷走神經傳人和傳出系統和GIP。神經調節和激素調節相互作用，促使遠端L細胞回應應端刺激而釋放GLP-1。
（1）腸道神經系統及其介質：腸道神經系統是調節L細胞釋放GLP-1的重要途徑之一。給離體鼠迴腸和結腸灌注毒蕈鹼膽鹼能激動劑可刺激腸道細胞分泌GLP-1，其機制涉及M1和M2毒蕈鹼受體。在離體灌注的豬迴腸模型中，同時輸注乙醯膽鹼和酚妥拉明可增加GLP-1的分泌。這些均提示乙醯膽鹼可能是刺激GLP-1分泌神經通路中的一種介質。腸道交感神經對GIP-1分泌起抑制作用，交感神經節後纖維受刺激後釋放去甲腎上腺素，激活α-腎上腺素能受體，從而抑制L細胞分泌GLP-1，這種抑制作用可被酚妥拉明阻斷。此外，離體灌注實驗還顯示，多種神經介質參與GLP-1分泌調節，包括速激肽、促生長激素神經肽、VIP、降鈣素基因相關肽、神經肽NC等。
（2）GIP：GIP由位於十二指腸和空腸的K細胞分泌，可誘導遠端小腸分泌GLP-1，其作用取決於濃度：生理水平的GIP通過分布在腹腔的迷走神經傳人支將信號傳達到L細胞，間接刺激L細胞分泌GLP-1，其中涉及到神經介質GRP；而高濃度的GIP亦可直接刺激L細胞。
（3）GRP：GRP作為迷走神經腹腔分支傳出系統的重要組成部分，既是神經介質又是腸道激素，廣泛存在於腸肌層淋巴叢，參與構成腸道近遠端環路，直接刺激L細胞分泌GLP-1。GRP受體基因敲除的小鼠，GLP-1分泌顯著減少。
（4）瘦素：研究顯示，瘦素可顯著刺激胎大鼠小腸細胞、小鼠GLUTag及人NCI-H716細胞系分泌GLP-1。嚙齒類動物和人的腸道L細胞也表達瘦素受體，注射瘦素（1 mg/kg）可顯著刺激大鼠和ob/ob小鼠分泌GLP-1。高脂餵養C57BL/6小鼠8周，出現肥胖、糖耐量異常、高胰島素血症和高瘦素血症，GLP-1分泌的基礎量和葡萄糖刺激後的分泌量均明顯減少，提示肥胖患者中瘦素抵抗可能是導致GLP-1分泌減少的原因之一。
（5）胰島素：GLP-1能夠刺激胰島β細胞分泌胰島素，同時胰島素也可影響L細胞分泌GLP-1。研究顯示，GLUTag和NCI-H716細胞中存在胰島素受體的mRNA和蛋白表達，人和小鼠小腸上皮隱窩一絨毛軸中GLP-1陽性染色的L細胞表達胰島素受體。用胰島素10-8 mol/L刺激GLUTag和NCI-H716細胞2h，可促發L細胞分泌GLP-1。胰島素與受體結合後，通過Cdc42激活Pakl，Pakl能同時激活絲裂原活化蛋白激酶1/2 -細胞外調節蛋白激酶1/2和F-肌動蛋白重塑兩條通路，促進分泌顆粒移位至細胞表面，通過胞吐作用釋放GLP-1。而體外和體內的胰島素抵抗模型中均顯示GIP-1的分泌減少，提示腸道L細胞功能受損。
