SGLT2（肾小管上皮细胞钠依赖葡萄糖转运蛋白2）突变型蛋白功能及其糖尿病治疗靶点的研究

近曲小管上皮细胞管腔侧钠依赖的葡萄糖转运蛋白2（SGLT2）的主要功能是对原尿中葡萄糖进行重吸收，家族性肾性糖尿是由于SGLT2基因突变引起的近端肾小管葡萄糖再吸收功能减低导致的持续糖尿，患者空腹血糖及糖耐量试验正常，多不伴有肾小管功能及结构的异常，预后良好。因此寻找特异性药物抑制SGLT2蛋白功能是治疗糖尿病的新途径。本研究对前期发现的肾性糖尿患者SGLT2基因的突变，利用定点突变、哺乳细胞表达载体构建、细胞体外转染等技术，构建人胚肾(HEK293)细胞表达体系，将野生型和各突变型基因异源表达于人胚肾(HEK293)细胞，观察SGLT2野生型和突变型的表达变化，用14C-AMG摄取实验验证突变对蛋白功能的影响，并用根皮苷抑制试验筛选SGLT2抑制物的特异性新靶点。本研究不仅探讨SGLT2基因突变导致家族性肾性糖尿的分子遗传机制，而且为糖尿病治疗药物的筛选提供理论依据及新的有意义的靶点。

家族性肾性糖尿（familial renal glucosuria, FRG）是以空腹血糖及糖耐量试验正常,伴有持续尿糖为主要特点的近端肾小管葡萄糖再吸收功能减低的疾病,目前研究结果表明SGLT2基因突变引起家族性肾性糖尿。但在以往的家系研究中多限于SGLT2突变的筛查，表达及功能改变尚缺乏进一步确证，而我国目前尚无SGLT2基因突变的相关报道。本研究在4例家族性肾性糖尿患者中，发现了5个突变位点（294C>T，1388T>G ，1435C>G, IVS 2-16 C>A, IVS 11+1 G＞C），其中2个剪切突变（IVS 1-16 C>A:del-exon3,11+1 G＞C :del-exon11），这些突变均为新发现突变位点。其中2例患者为复合杂合突变，另2例患者为杂合突变。我们进一步构建了SGLT2基因野生型、突变型的人胚肾细胞(HEK293)异源表达体系，通过蛋白印迹发现野生型及突变型SGLT2-GFP蛋白均可在HEK-293细胞表达，激光共聚焦显微镜下观察发现SGLT2野生型蛋白及突变型98L蛋白在HEK-293细胞膜上呈点状分布，但是其他突变型SGLT2（SGLT2 479G 、 SGLT2 del-exon3、 SGLT2 463R 及SGLT2 del-exon11）与野生型表达明显不同，失去了点状分布的特点，并且几乎不能与细胞膜标记物（DiI）共定位。利用HEK-293细胞的摄取实验证实突变型SGLT2蛋白转运活性较野生型SGLT2蛋白明显下降(26.49–71.48%)。此外，患者肾活组织检查显示SGLT2蛋白的表达与正常肾脏组及疾病对照（MCD及糖尿病肾病）患者的表达明显不同，在近曲小管管壁侧其表达强度明显减弱。综上，本研究首次报告了中国4例FRG患者SGLT2基因的5个突变位点，均为新发现的突变位点，从基因水平明确了FRG的遗传方式，并首次在体外试验中证实了突变基因的表达及功能改变，在探讨SGLT2突变在家族性肾性糖尿发病的遗传机制研究中提供了重要证据，并为基于SGLT2蛋白抑制剂治疗糖尿病药物的设计、筛查及新药物研发提供了重要线索。