Lnc RNA 对Beta-arrestin2信号通路介导的胰岛β细胞容量调控作用研究
批准号:
31340072
项目类别:
专项基金项目
资助金额:
14.0 万元
负责人:
王琛
依托单位:
学科分类:
细胞增殖及细胞周期
结题年份:
2014
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
李军辉、唐峻岭、李晓雯、张明亮、林紫薇、罗登、刘红霞
中文摘要
胰岛β细胞数量/容量(mass)不足导致胰岛素分泌不能满足外周组织需求是2型糖尿病发生和发展的关键因素。促进β细胞增殖、维持β细胞功能完整是亟待解决的问题。申请人前期研究发现β细胞内的beta-arrestin2表达在高脂状态下减少。敲除beta-arrestin2小鼠葡萄糖刺激的胰岛素分泌减退,β细胞mass减少。此外,我们还发现β细胞内存在有与Arrb2基因上游潜在结合的lncRNA。提示beta-arrestin2是β细胞重要调控因子,并可能受lncRNA调控。在此基础上,本申请拟从分子、细胞、组织和动物层面,以beta-arrestin2为着眼点,探讨其影响β细胞mass的分子调控机制,揭示胰岛β细胞mass从正常糖代谢到糖尿病进程中的变化规律,以及目标lncRNA对Arrb2的调控作用。研究结果将为探讨β细胞生存调节提供新理论基础,为糖尿病的防治提供潜在干预靶点和手段。
英文摘要
Pancreatic β-cell failure induced by loss of functional β-cell mass to compensate peripheral insulin needs is a hallmark of type 2 diabetes. Identification of key signal molecules involved in regulating β-cell function and mass is thus essential to underpin the development of novel pharmacological approaches to the treatment of type 2 diabetes. We found in previous studies that expression of beta-arrestin2, an adapter protein, decreased in islets from mice fed with high fat diet. Beta-arrstin2 knockout mice presented with impaired glucose-stimulated insulin secretion from a hyperglycemic clamp test and decreased in β-cell mass in mice fed with high fat diet, suggesting a role of beta-arrestin2 in regulation of β-cells. Moreover, β-cell expresses several lncRNAs which had potential binding sites within 2000bp upstream of Arrb2, suggesting a role of the lncRNAs on beta-arrestin2 regulation. The present program will focus on exploring the molecular mechanisms by which beta-arrestin2 regulates β-cell mass, how β-cell mass changes during the development of type 2 diabetes, and exploring if the target lncRNA regulates Arrb2 expression. The completion of these studies will shed light on our understanding the mechanisms involved in the regulation of β-cell mass by beta-arrestin2, and the regulation of Arrb2 expression by the lncRNA. We believe it is critical for developing therapeutic interventions to the prevention of diabetes.
β-arrestin2(βarr2)是一种衔接蛋白,广泛存在于多种细胞中。它能通过调控G蛋白偶联受体的脱敏和内吞作用,以及募集多种信号分子,参与调控细胞多种生物学功能。我们以往研究发现,βarr2在正常小鼠胰岛β细胞中大量表达,而在肥胖及糖尿病小鼠的胰岛中该蛋白表达量显著减少。其缺失将导致胰岛素1相和2相分泌功能受损,以及细胞膜上的胰岛素分泌囊泡数量减少。通过携带荧光素酶报告基因的MIP-TF小鼠和βarr2敲除(βarr2-/-)小鼠杂交,构建β细胞特异性表达荧光素酶的βarr2-/-小鼠,并以高脂(high fat diet, HFD)喂养建立胰岛素抵抗的肥胖小鼠模型。通过小动物活体成像技术对4-20周的小鼠的β细胞进行在体无创定量测定,并通过病理学技术进行证实。β细胞的增殖通过BrdU及Ki67染色分析,凋亡通过PI/HO染色检测,基因表达通过Real-time PCR测定。结果显示,βarr2的缺失导致HFD喂养的小鼠出现葡萄糖耐量受损。小鼠β细胞容量进行在体动态追踪显示,HFD喂养能诱导野生型小鼠β细胞容量的显著代偿性增加,在16周龄时到达顶峰,为HFD喂养前的7.5倍。而βarr2-/-小鼠于12周龄起即出现β细胞容量的明显代偿不足,其峰值仅为野生型小鼠的一半。同时,βarr2-/-小鼠伴随胰岛细胞BrdU和Ki67阳性细胞减少,仅为野生型小鼠的40%和53%。此外,βarr2敲除明显加重了高糖和游离脂肪酸导致的胰岛细胞凋亡;而过表达βarr2则减缓上述高糖高脂对β细胞的毒性作用,并使细胞周期基因cyclin D2的转录增加2.5倍。游离脂肪酸对Arr2基因转录有调控抑制作用,肥胖胰岛素抵抗和糖尿病小鼠胰岛细胞内βarr2表达显著下调,LnRNA PR5和PR11对Arr2基因转录活性物明显的影响作用。总之,βarr2是胰岛β细胞中的重要调控因子,其表达受FFA的调控,在代谢应激下通过防止糖脂毒性诱导的β细胞凋亡,以及调控细胞周期蛋白表达,影响β细胞容量。该蛋白的缺失将导致代谢需求增加的小鼠早期出现严重的β细胞代偿不足。
长链非编码RNA-ANHS抑制增生性瘢痕的作用机制研究
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批准号:81971840
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2019
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负责人:王琛
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依托单位:
NOS1AP及其信号通路对胰岛β细胞功能和容量的调控作用及机制
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批准号:81670707
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2016
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负责人:王琛
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依托单位:
力学刺激调控miR-100诱导脂肪干细胞向平滑肌细胞分化的作用和机制
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批准号:81201204
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2012
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负责人:王琛
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依托单位:
APPL1介导的信号传递在糖尿病胰岛β细胞死亡中作用的研究
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批准号:30971121
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项目类别:面上项目
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资助金额:33.0万元
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批准年份:2009
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负责人:王琛
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依托单位:
国内基金
海外基金