LncRNA–HEBCGL调控FoxO1在糖脂毒性诱导胰岛β细胞损伤中的作用研究

Long non-coding RNA (lncRNA) is involved in regulation of various biological processes, but its role in regulating glucolipotoxicity damage of islet beta cell has not yet been reported. Our previous studies demonstrated that lncRNA-HEBCGL is obviously enhanced in beta cell after being incubated with high glucose/palmitate (HG/PA). The inhibition of lncRNA-HEBCGL expression could improve glucolipotoxicity injury. Furthermore, RNA pull-down and mass spectrometry assay revealed that lncRNA-HEBCGL specific binds to FoxO1 protein. We hypothesize that the regulation of FoxO1 by lncRNA-HEBCGL plays an important role in glucolipotoxicity damage of beta cell. . Therefore, this study was conducted to clarify the role of lncRNA-HEBCGL, transcription factor FoxO1 as well as its target genes Pdx1, CASK and Bax in beta cell glucolipotoxicity lesion. Our research also aims to investigate the mechanisms underlying the regulation of FoxO1 transcriptional activity by lncRNA-HEBCGL. Taken together, the implementation of this study will clarify a new mechanism of beta cell glucolipotoxicity lesion and explore a new insight for the protection of pancreatic beta cell.

长链非编码RNA（lncRNA）调控多种生物学过程，但是否参与调控胰岛β细胞糖脂毒性损伤，尚未见相关报道。我们通过芯片检测发现lncRNA–HEBCGL在HG/PA孵育的β细胞中表达显著升高；抑制其表达改善糖脂毒性诱导的β细胞凋亡和胰岛素分泌功能损伤；通过RNA-pull down和质谱分析发现lncRNA–HEBCGL特异性结合FoxO1蛋白。因此，我们推测lncRNA–HEBCGL通过调控FoxO1在β细胞糖脂毒性损伤中发挥重要作用，但具体机制仍有待阐明。.本课题拟从细胞功能和基因表达调控等诸多层面深入探讨lncRNA–HEBCGL与转录因子FoxO1及其靶点Pdx1、CASK及Bax在β细胞糖脂毒性损伤中的作用和关系；阐明lncRNA–HEBCGL调控FoxO1转录活性的可能机制，以期揭示糖脂毒性导致β细胞受损的新机制，为胰岛β细胞保护开辟新思路。

LncRNA是指长度超过200 nt的RNA分子。在本项目中，我们应用高糖（HG）和棕榈酸（PA）孵育大鼠胰岛β细胞株INS-1后，RNA-sequencing获得大量差异表达的lncRNA。我们发现lncRNA LEGLTBC在HA/PA孵育的INS-1细胞中表达显著改变。用siRNA沉默LEGLTBC后，发现INS-1细胞凋亡以及活性氧生成增多。过表达LEGLTBC后，HG/PA孵育的INS-1细胞凋亡以及活性氧生成减少，表明LEGLTBC调控INS-1细胞的凋亡及氧化应激。利用生物信息学软件RegRNA和BiBiServ预测LEGLTBC的靶基因miR-34a。荧光素酶实验和RIP实验确认LEGLTBC与miR-34a之间的直接结合，且miR-34a水平在HG/PA孵育的INS-1细胞中，随着时间延长而逐渐升高，表现出与LEGLTBC相反的表达趋势。LEGLTBC过表达明显下调miR-34a的表达，LEGLTBC抑制能促进miR-34a的表达，表明LEGLTBC是与miR-34a相互作用的竞争性内源性RNA（ceRNA），抑制miR-34a降低了INS-1细胞凋亡并抑制氧化应激。LEGLTBC过表达显著增强Sirt1表达，而沉默LEGLTBC则有相反的作用，提示LEGLTBC对INS-1细胞miR-34a的靶基因Sirt1具有正调控作用。Sirt1基因敲除增强了凋亡细胞比例和活性氧产生。我们进一步研究了LEGLTBC的生物学功能是否是通过调节Sirt1而介导，在HG/PA处理前用LEGLTBC或LEGLTBC+si-Sirt1转染INS-1细胞。LEGLTBC过表达增加了HG/PA处理的INS-1细胞中Sirt1表达，而si-Sirt1转染降低了LEGLTBC触发的Sirt1表达增强。此外，过表达LEGLTBC减轻HG/PA处理的INS-1细胞中cleaved caspase3的表达和活性氧水平，而沉默Sirt1后LEGLTBC过表达的保护作用被抑制。