长非编码RNA AK143693调节PI3K-Akt通路的机制及其在肝脏糖脂代谢调控中的作用

More recently, it had been realized that long noncoding RNAs (LncRNAs) are widely involved in many important physiological and pathophysiological processes. In the previous study determining the LncRNA profile in ischemia/reperfusion injured mouse liver, we found that LncRNA AK143693 is a non-secretory LncRNA with high expression level in mouse liver. In the livers of type 2 diabetic mice, AK143693 expression was significantly reduced, and hepatic overexpression of AK143693 markedly improved dysregulated glucose /lipid metabolism in mice fed on high fat diet. The current study aimed to: 1) determine the effects of AK143693 overexpression in type 2 diabetic mouse livers or AK143693 silencing in normal C57BL/6 mouse livers on hepatic and global glucose/lipid metabolism; 2) determine the impact of AK143693 overexpression or silencing on expression of important glucose and lipid metabolic genes in mouse livers; 3) probe the underlying mechanism(s) of AK143693 in regulating glucose and lipid metabolism in cultured hepatocytes. In particular, the mechanism(s) of AK143693 on activation of Akt via Camodulin-PI3K pathways will be intensively studied. Our findings will help establish LncRNA AK143693 as a novel modulator of Akt activity and glucose/lipid metabolism in liver cells, and shed light on understanding the pathogenesis of dysregulated glucose/lipid metabolism and type 2 diabetes.

近年来，长非编码RNA（LncRNA）被发现广泛参与了机体重要生理与病理生理过程的调节。在研究缺血再灌注损伤肝脏LncRNA表达谱时，我们发现LncRNA AK143693在肝脏中高表达，且在2型糖尿病发生时表达下降。初步预实验揭示肝脏过表达AK143693显著缓解高脂喂养糖尿病小鼠的糖脂代谢异常。本研究拟在前期发现基础上，深入：1）评估在2型糖尿病小鼠肝脏中过表达或敲减正常小鼠肝脏AK143693对肝脏及全身糖脂代谢的影响；2）分析过表达及敲减AK143693对肝脏重要糖脂代谢通路及基因的影响；3）研究AK143693通过调节Ca2+-Calmodulin (CaM)-PI3K信号轴调控肝细胞Akt活性及糖脂代谢的分子机制。本研究将揭示AK143693是Akt活性及糖脂代谢的新调节因子，研究结果将为深入了解肝脏糖脂代谢异常与2型糖尿病的发生机制及寻找2型糖尿病的新干预策略注入新理念。

长非编码RNA-AK143693（LncSHGL）与肝脏糖脂代谢。通过利用前期研究建立的筛选重要LncRNA的方法，我们在肝脏中筛选到了一条可能具有重要功能的LncRNA AK143693。在随后的研究中，因为AK143693显示出在体内外具有抑制肝脏糖异生的作用，又被命名为LncRNA Suppressor of Hepatic Gluconeogenesis and Lipogenesis (LncSHGL)。LncSHGL及其人同源的LncRNA B4GALT1-AS1在糖尿病小鼠及脂肪肝患者肝脏中的表达水平较正常小鼠及人显著减少，而在其他主要能量代谢组织中未见明显变化。在糖尿病小鼠肝脏中特异性过表达LncSHGL可以明显抑制肝脏糖异生，改善小鼠的高血糖及胰岛素抵抗症状，并显著缓解脂肪肝。抑制肝脏LncSHGL导致正常小鼠空腹高血糖，并增加肝脏脂质沉积。进一步研究表明，过表达LncSHGL可明显活化Akt，抑制糖异生及脂肪酸合成关键酶的表达，而沉默肝脏LncSHGL的作用则相反。LncSHGL与hnRNPA1蛋白相互结合，将其招募到CALM1-3 mRNA上，促进它们的翻译，最终增加细胞CaM蛋白水平，从而激活PI3K-Akt信号通路，抑制糖异生。该课题从LncRNA的新视角出发，为深入了解2型糖尿病发病机制及寻找新的干预策略注入了新理念。..此外，我们还阐明了FAM3A及FAM3C调控肝脏糖异生、脂质合成及胰岛β细胞功能的机制。进一步筛选了激活FAM3A表达的药物，其显示除了良好的抗糖尿病与脂肪肝效果。这一系列研究为糖尿病防治提供了新的干预靶点及策略，具有重要的科学意义和临床转化价值。..课题执行期间，共指导研究生6人获得学位。申请人获得国家杰出青年基金资助。共发表署名基金号文章15篇。