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脂肪细胞外泌体ANGPTL2蛋白结合胰岛β细胞MIB2介导β细胞功能障碍的机制研究

批准号:
82100860
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
阮玉婷
依托单位:
学科分类:
糖尿病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
阮玉婷

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
肥胖与2型糖尿病密切相关,最新研究表明脂肪细胞外泌体在调节β细胞功能中发挥重要作用。我们前期发现ANGPTL2在肥胖糖尿病患者血清外泌体中表达增加,在肥胖小鼠附睾脂肪组织的外泌体中亦表达上调,过表达ANGPTL2的脂肪细胞外泌体与β细胞共培养,可致β细胞分泌功能下降,维持β细胞功能的关键转录因子表达降低。但脂肪细胞外泌体ANGPTL2介导β细胞功能障碍的机制尚不明确。通过免疫共沉淀发现ANGPTL2与泛素连接酶MIB2存在相互作用,胰岛细胞敲除MIB2后可改善ANGPTL2介导的β细胞转录因子表达下调,据此我们提出:肥胖状态下脂肪细胞外泌体ANGPTL2通过与β细胞MIB2结合介导β细胞功能障碍的科学假设。本课题将从分子、细胞及动物水平,明确外泌体ANGPTL2对β细胞功能的影响,阐明ANGPTL2/MIB2如何调控β细胞转录因子介导β细胞功能障碍的分子机制,为防治肥胖糖尿病提供科学依据。
英文摘要
Obesity is closely related to type 2 diabetes. The latest research shows that adipocyte-derived exosomes play an important role in regulating islet β cell function. We previously found that ANGPTL2 was increased in circulating exosomes of obese diabetic patients, and it was also up-regulated in the adipocyte-derived exosome of the epididymal adipose tissue of obese mice. Upregulating ANGPTL2 in adipocyte and extracting exosomes then co-cultured with β cells, resulting in glucose stimulating insulin secretion decreases in βcells. The expression of key transcription factors that maintain β cell function were also decreases. However, the underlying mechanism of adipocyte-derived exosome ANGPTL2 mediates β-cell dysfunction remains unclear. Co-immunoprecipitation found that ANGPTL2 interacts with ubiquitin ligase MIB2. Blocking MIB2 in β-cell can inhibit ANGPTL2-mediated reduction of β-cell transcription factor expression. Based on this, we propose: adipocyte-derived exosome ANGPTL2 might combined with islet β-cell MIB2 mediated β-cell dysfunction in the obesity state. This study will clarify the effect of exosome ANGPTL2 on β-cell function from the molecular, cellular and animal levels, and clarify how ANGPTL2/MIB2 regulates the β-cell transcription factor mediated β-cell dysfunction, and provides scientific data for the prevention and treatment of obesity related diabetes.
背景.肥胖是引发2型糖尿病的主要危险因素之一,其病理机制部分归因于脂肪组织驱动的器官间通讯。脂毒性条件下,脂肪细胞释放的外泌体可能在胰腺β细胞功能障碍中发挥关键作用,但其具体机制尚不明确。血管生成素样蛋白2(ANGPTL2)作为一种代谢相关分子,与慢性炎症和代谢紊乱密切相关。本研究旨在探讨脂肪细胞来源的外泌体及其携带的ANGPTL2在胰腺β细胞功能障碍中的作用及机制。.研究内容.本研究通过棕榈酸(PA)处理3T3-L1脂肪细胞,分离、纯化并鉴定外泌体,并与MIN6 β细胞共培养,系统评估外泌体对β细胞增殖、凋亡、胰岛素分泌及基因表达的影响。同时,通过慢病毒转染和外泌体分泌抑制剂调控ANGPTL2的表达水平,并利用共免疫沉淀、siRNA敲低和Western blot实验,验证ANGPTL2与EIF2α/ATF4/CHOP应激通路的相互作用。在体内实验中,通过腺相关病毒(AAV)注射诱导小鼠在正常饮食(NCD)或高脂饮食(HFD)条件下过表达ANGPTL2,并对胰岛的形态与功能进行综合评估。.结果.棕榈酸处理的脂肪细胞来源外泌体(PA-Exo)显著降低β细胞活力,抑制增殖,减少葡萄糖刺激的胰岛素分泌,并促进凋亡。PA-Exo可将ANGPTL2传递至β细胞,促进EIF2α磷酸化,激活ATF4/CHOP应激通路,导致β细胞去分化,表现为β细胞特异性标志物(Pdx-1、Mafa、Nkx6.1)的下调及去分化标志物(Aldh1a3、Ngn3)的上调。.体内实验显示,ANGPTL2过表达可诱导葡萄糖耐受性下降、胰岛素抵抗加剧以及胰岛中胰岛素-胰高血糖素双阳性细胞的出现,从而加重HFD条件下的β细胞功能障碍。外泌体分泌抑制剂GW4869显著减少ANGPTL2向β细胞的转移,并有效缓解了β细胞功能障碍及代谢紊乱。.科学意义.本研究首次揭示了脂肪细胞来源的外泌体ANGPTL2在脂毒性条件下通过激活EIF2α/ATF4/CHOP应激通路诱发胰腺β细胞功能障碍的作用机制,深入阐明了肥胖与β细胞失功能之间的分子联系。这一发现为2型糖尿病的发病机制研究提供了新的思路,同时提出了ANGPTL2作为潜在治疗靶点的可能性,为预防和治疗2型糖尿病提供了理论依据和实践参考。
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