功能未知的lncRNA AK131760影响骨骼肌胰岛素敏感性的作用与机制研究

AK131760 is significantly upregulated in skeletal muscle of mice from intrauterine growth retardation (IUGR) identified by differential lncRNA expression profile. Bioimformatic analysis and experiments revealed overexpression of AK131760 in C2C12 cells could induce insulin resistance and increase Stk25 expression via modification of H3K4me level at the promoter region. In this research, we will adopt overexpression and knock down stategies to explicit the function of AK131760 in the aspects of insulin resistance. Morever, rescure stategy, RIP, RNA pull down, ChIP, ChIRP and animal experiment will be conducetd to explore the detailed regulatory mechanism of the interaction between experimental evidence for insulin resistance prevenntion.

AK131760是我们采用芯片技术筛选正常与IUGR小鼠骨骼肌组织中差异非编码RNA时发现的、高表达于多种胰岛素抵抗小鼠骨骼肌组织和细胞中的lncRNA。前期实验及生物信息分析发现，AK131760过表达可促进骨骼肌细胞胰岛素抵抗；AK131760过表达可促进Stk25表达，该效应与Stk25启动子区域H3K4甲基化水平增加有关，提示：AK131760可通过H3K4甲基化调控Stk25表达促进胰岛素抵抗。本研究拟：采用过表达和沉默策略正反两方面阐明AK131760促进骨骼肌胰岛素抵抗的功能；采用挽救实验策略，应用RIP、RNA pull down、ChIP、ChIRP等技术，揭示AK131760调控Stk25的分子机制；以胰岛素抵抗动物模型为研究对象，在体评估AK131760表达沉默对改善胰岛素抵抗表型的作用及分子机制。本研究可为胰岛素抵抗相关疾病的防治提供新的理论依据和实验证据。

胰岛素抵抗是肥胖、2型糖尿病和心血管疾病等代谢类疾病的共同发病机制，而骨骼肌葡萄糖利用率占机体70%～80%，为机体重要的胰岛素依赖性组织，因此改善骨骼肌胰岛素抵抗是防治众多代谢性疾病的关键。长链非编码RNA（IncRNA）与多种代谢性疾病的进展关系密切，但其在骨骼肌胰岛素抵抗中研究甚少。通过测序技术发现lncRNA AK131760在胰岛素抵抗的IUGR小鼠骨骼肌组织中表达显著升高。在db/db和高脂膳食诱导的肥胖小鼠骨骼肌组织，在棕榈酸和胰岛素刺激诱导小鼠成肌细胞（C2C12）胰岛素抵抗模型后AK131760表达也显著上调。C2C12细胞过表达AK131760后形态和分化标志基因（MyoD、Myogenin）无显著变化，胰岛素刺激后的葡萄糖摄取显著降低，胰岛素信号通路（Irs1、Akt、PI3K）和脂肪酸氧化（Cpt1、Acox1、Ucp3、Cycs）标志基因表达下降，线粒体活性受到显著抑制，降低了骨骼肌细胞对胰岛素的敏感性。在机制上，IUGR、db/db、DIO小鼠骨骼肌组织中Stk25表达显著增加，且C2C12细胞过表达AK131760显著上调Stk25 mRNA及蛋白水平，抑制Stk25可缓解AK131760造成的胰岛素抵抗。AK131760通过正调节Stk25启动子区域H3K4甲基化水平，致使Stk25表达增加，进而影响骨骼肌细胞胰岛素敏感性、糖脂代谢和线粒体功能，促进胰岛素抵抗。本研究证实了lncRNA AK131760在骨骼肌胰岛素抵抗中的重要作用，为肥胖、2型糖尿病和心血管疾病等代谢性疾病的防治提供新线索和潜在的干预靶标。