miR-486/3107通过调节PTEN与Foxo1表达影响VLDL合成的研究

Fructose-fed Syrian golden hamster model was a typical animal model employed to investigate the overproduction of very low density lipoprotein (VLDL) in the insulin resistant state. We collaborated with Dr. Adeli, who established the hamster model in the world, first analyzed the hepatic miRNA profiling from the Fructose-fed hamster in order to explore the miRNAs regulaing the assembly of VLDL. It was found that 2 miRNAs from the intron of Ank1 gene, miR-486/3107 were significantly down-regulated after fructose fed. The previous work has proved that PTEN and Foxo1, targeted by miR-486, played important role in the regualtion of VLDL via affecting the activity of insulin signal pathway and the expression of some certain genes. We hypothesized that the down-regulation of miR-486 resulted from the fructose feeding, led to the up-regulation of PTEN and Foxo1, which further promoted the increased VLDL production.It suggeted one novel mechanism of hepatic VLDL overproduction due to fructose diet, discovered the miRNAs potentially regualting VLDL assembly. It indicated a novel strategy in the therapy of hypertriglyceridemia via regulating VLDL at transcriptional levels. In this project, we will further investigate the molecular mechanism of VLDL production directed by miR-486/3107 via targeting PTEN/Foxo1.

高果糖饲养仓鼠模型是研究胰岛素抵抗状态下VLDL合成机制的经典模型。我们与该动物模型的建立者Adeli教授合作，首次解析了高果糖喂养的仓鼠肝脏microRNA表达谱，以寻找调控VLDL合成相关的miRNA分子。结果发现均来自Ank1基因内含子的miR-486/3107在果糖饲养后出现显著下调。研究已证实，PTEN和Foxo1 为miR-486的靶基因，可以通过影响胰岛素信号通路及某些基因表达，调控VLDL合成。我们推测，在果糖喂养后，miR-486/3107表达下降，导致PTEN 和Foxo1 表达上升，进而促进VLDL的合成。这揭示了一种果糖饮食诱导VLDL合成增加的新机制，发现了可以调节VLDL合成的潜在miRNA，为在转录水平调节VLDL合成，治疗高脂血症提供了新思路。本课题将在细胞和动物模型深入研究miR-486/3107通过调节PTEN/Foxo1表达影响VLDL合成的分子机制。

miRNA在脂质代谢过程中发挥重要作用，但目前对miR-486/3107在小鼠肝脏细胞内通过调控其潜在的靶点PTEN和FoxO1影响甘油三酯和极低密度脂蛋白的合成机制尚不明确。本课题利用已建立的细胞生物学原理，仓鼠模型结合生物信息学的技术研究miR-486/3107在脂质代谢中的作用。本研究中，我们完成内容如下：1.研究了小鼠肝脏细胞内miR-486通过靶点PTEN/FoxO1调节PI3K/Akt信号通路和参与VLDL组装的关键分子进而调节TG、VLDL合成的机制。2.检测高果糖组仓鼠血清甘油三酯和极低密度脂蛋白的含量以及肝脏组织胰岛素信号分子p-Aktser473蛋白的表达水平来评估该模型所呈现出的具体特征。3.构建仓鼠转录组RNA-seq测序cDNA文库及Small RNA-Seq测序cDNA文库并进行高通量测序。主要取得如下进展：1.采用腺病毒载体感染小鼠肝癌细胞Hepa1-6, 并测定靶基因Pten/Foxo1表达及VLDL和TG变化。 过表达miR-486后PTEN和FoxO1蛋白质水平显著下降, PI3K/Akt信号通路活性增强; 反之, 抑制miR-486后, PTEN和FoxO1a蛋白质水平增高, PI3K/ Akt信号通路被抑制。2.抑制miR-486后, PTEN表达水平增加, 胰岛素信号活性受到抑制,FoxO1活性增强, 导致MTTP升高, 增加VLDL的组装合成, 继而促进肝细胞内TG运输到细胞外的过程,减弱了肝细胞内脂质沉积。3.通过对高果糖饲养的仓鼠模型进行眼眶后静脉注射Ad-miR-486 mimic、Ad-miR-486 antago以及对照腺病毒，结果显示：一方面miR-486通过调控靶基因PTEN改善高果糖诱导的胰岛素抵抗状态进而影响VLDL的生成，另一方面miR-486通过调控靶基因FoxO1影响VLDL的组装过程，最终降低高果糖组仓鼠血清中甘油三酯（TG）和极低密度脂蛋白（VLDL）的含量，但与此同时miR-486也促进仓鼠肝脏组织内脂质生成。4.生物信息学分析和实验结果同时说明高果糖喂养的仓鼠肝脏内miR-486的表达量降低，说明miR-486可能在转录水平调控着VLDL的合成5.本课题在执行期内，SCI论文1篇，中文核心期刊1篇，培养硕士研究生3名。