囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）在胰岛β细胞损伤和胰岛素分泌过程中的作用及机制研究

Diabetes is one of the most important metabolic disease threatening human being. The dysfunction of pancreatic β-cells is a central component of the pathogenesis of diabetes.β-cells can precisely sense glucose stimulation and accordingly adjust insulin secretion using a metabolism-secretion coupling system, in which SNARE complex plays a key role. Our preliminary data showed CFTR is downregulated in islet of diabetic mice. We further used PCR and Western to detect CFTR in β-cells derived from high-fat-fed mice and DB/DB mice and confirmed the findings. Min6 cells transfected with CFTR-siRNA showed increased apoptosis and reduced insulin secretion after glucose stimulation. CFTR-siRNA also inhibited SNARE formation in Min6 cells. Therefore, we hypothese that CFTR play a key role in insulin secretion and β-cells dysfunction during pathogenesis of diabetes. In this 3-year project, we will determine CFTR affect Insulin secretion through facilitating SNARE formation, whether CFTR affect fumction of β-cells and the related mechanism.

糖尿病是目前危害人类健康的重要代谢性疾病。胰岛β细胞损伤和分泌功能受损是糖尿病发病的关键因素，SNARE蛋白复合体的装配是调节胰岛素分泌的关键因素。我们进一步研究表明：（1）与对照小鼠相比，两种糖尿病小鼠（高脂喂养和DB/DB糖尿病小鼠）胰岛的CFTR表达(mRNA和蛋白)均显著降低；（2）Min6细胞转染CFTR的siRNA后，糖刺激后胰岛素的分泌显著下降，细胞凋亡增加；（3）Min6细胞中内源性CFTR的降低可抑制SNARE复合物的形成。因此，我们认为CFTR在糖尿病胰岛β细胞中低表达是β细胞胰岛素分泌减少和功能受损的一个重要因素。本课题将进一步明确CFTR通过调控SNARE复合体的组合，参与调控β细胞分泌功能，在细胞、糖尿病动物模型等侧面研究CFTR对胰岛β损伤的调节作用和分子机制。本课题的研究结果将有助于阐明CFTR参与2型糖尿病发病的分子机制，为糖尿病的治疗提供新的靶标。

糖尿病是目前危害人类健康的重要代谢性疾病。胰岛β细胞的损伤和分泌功能受损在糖尿病发病过程中发挥重要作用，而SNARE蛋白复合体的装配是调节胰岛素分泌的关键因素。囊性纤维化跨膜传导调节因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator，CFTR）是一种独特的氯离子通道，广泛分布于胰岛细胞膜上，研究发现CFTR基因功能异常患者胰岛素第一时相分泌受损，糖代谢异常，且CFTR可与神经突触细胞t-SNARE 中的SNAP-23 和Syntaxin1A结合，提示CFTR可能通过影响SNARE复合体装配参与调控胰岛素分泌过程。本课题观察了CFTR在糖尿病小鼠和对照小鼠胰岛组织中的差异表达，CFTR对胰岛细胞增殖，凋亡的影响，CFTR与SNARE复合体装配的关系，过表达或抑制CFTR后，胰岛细胞胰岛素分泌的影响，体内实验研究糖尿病小鼠过表达CFTR后，小鼠表型的变化。结果发现CFTR在糖尿病小鼠模型胰岛中表达显著减低，抑制胰岛细胞内源性CFTR后，胰岛素分泌减少，胰岛细胞凋亡增加。研究证实CFTR参与SNARE复合体的形成，体内实验发现糖尿病小鼠过表达CFTR后血糖下降，糖耐量异常改善，说明CFTR可通过调控SNARE复合体的形成促进胰岛素分泌。此外体内研究发现过表达CFTR可改善糖尿病小鼠血脂，体重，且CFTR促进骨保护素（osteoprotegerin，OPG）的分泌，进一步人群研究发现OPG与糖尿病人群脂肪肝发病呈负相关，说明CFTR可能通过调控OPG的表达参与脂代谢，脂肪肝的发生发展过程。