胰岛β细胞的渐进葡萄糖刺激揭示了从分离到集成模块化功能连接模式的转变

朗格汉斯胰岛β细胞的集体活动对机体内胰岛素的供应至关重要。尽管单个细胞本质上是异质性的，但细胞间耦合机制的存在确保了协调活动和良好调节的胰岛素分泌。为了深入了解合胞体的功能组织，我们应用复杂网络理论领域的先进分析工具，揭示了构成完整胰岛的细胞之间的功能连接模式。该程序是基于对β细胞的共聚焦功能性多细胞钙成像所获得的长时间痕迹与一系列生理葡萄糖浓度的相关性的测定。我们的结果显示，提取的连接网络在低葡萄糖浓度下是稀疏的，而在较高的刺激水平下，它们变得更加紧密连接。最重要的是，对于葡萄糖浓度的所有范围，胰岛内的β细胞形成局部聚集的功能子室，因此表明它们的集体活动表现出模块化的性质。此外，我们还表明，观察到的不同网络指标和葡萄糖浓度之间的非线性函数关系代表了一个与生理胰岛素释放平行的良好平衡的设置。