本项目应用分子生物学的手段,将EGFP-GLUT4或者IRAP重组质粒转染大鼠原代脂肪细胞实现对胞内GLUT4囊泡的荧光定位。通过现代最新的TIRFM技术实现单细胞膜附近区域纳米尺度囊泡运动的实时动态过程监测,深入研究GLUT4囊泡在基础条件、胰岛素刺激以及破坏细胞骨架或者分子马达等的条件下的转运形态的变化。将获得的不同处理下的TIRF时间序列图像运用工程算法及计算机图像处理技术的分析,实现蛋白囊泡运动状态的三维重构及实时追踪,并对不同条件下囊泡转运的速度、运动路径、位移、扩散速率等物理参数进行定量比较分析。此外,应用双激发光TIRFM研究了多个蛋白的转运,如IRAP和GLUT4蛋白,以及actin和GLUT4或者IRAP蛋白,更加深入地研究了GLUT4囊泡的胞吞胞吐以及胰岛素信号转导通路对细胞骨架的影响,深入的研究胰岛素信号转导通路借由细胞骨架对GLUT4囊泡的转运调节机制。完成了系统且高效的图像处理分析方法,应用于GLUT4囊泡的三维实时追踪。开发出了对囊泡运动轨迹、囊泡融合等特殊生理现象,以及动态、定量的细胞计算机图像处理研究新方法。对糖尿病病理及药理研究有较大的指导意义。
英文主题词GLUT4 vesicle; rat adipocyte; TIRFM; image processing; quantitative analysis