hC10orf116基因的生物学特征及影响肥胖、胰岛素敏感性的机制研究

hC10orf116基因是本研究小组2004年筛选获得的肥胖差异表达基因，对其功能的研究尚无文献报道。前期研究结果提示该基因可能参与肥胖、胰岛素敏感性的调节且其调节机制与GLUT4基因表达上调有关。本研究拟在前期研究基础上，深入探讨hC10orf116基因的生物学特征（如多组织表达分布、亚细胞定位、胰岛素敏感性调控因子对其表达的影响等）；观察该基因过表达或表达沉默对脂肪细胞分化、增殖、凋亡、葡萄糖摄取及GLUT4表达的影响，评价其功能及与肥胖、胰岛素敏感性之间的关系；并进一步以两条经典胰岛素信号途径为研究对象，结合应用信号途径中几个关键分子的激动剂或抑制剂，分析其与两条胰岛素信号途径的关系及影响GLUT4的可能机制。对该基因的研究具有源头创新性，将有助于阐明该基因的性质及对肥胖、胰岛素敏感性的影响和可能机制，对于肥胖与2型糖尿病的防治及药物的研发等也可能产生重要影响。

hC10orf116基因是本研究小组先前筛选获得的肥胖差异表达基因，对其功能的研究在本研究小组之前尚无文献报道，因此本研究拟在前期研究基础上，深入探讨该基因的生物学特征及其影响肥胖、胰岛素敏感性的机制。首先，进行生物信息学分析后发现，该基因核酸全长672bp，开放阅读框221bp，编码76个氨基酸；亚细胞定位预测其可能为核蛋白；其基因组序列中含有多个与肥胖和胰岛素抵抗密切相关转录因子的作用位点。随后，采用Northern Blot及Western Blot技术验证hC10orf116基因在肥胖与正常人脂肪组织中的表达，结果发现该基因在肥胖者脂肪组织中的表达显著上调。应用Northern Blot技术分析其人多组织表达谱特征，结果显示该基因在脂肪组织中表达最高。亚细胞定位的结果显示其特异分布于细胞核。通过建立稳定转染hC10orf116基因表达质粒或表达沉默质粒的脂肪细胞株，观察该基因过表达或表达抑制对脂肪细胞分化、增殖、凋亡及胰岛素敏感性的影响，油红O染色及分化标志基因检测的结果显示该基因可促进脂肪细胞的分化；细胞生长曲线及细胞周期的检测结果提示其可促进脂肪细胞的增殖；Annexin-V法、Caspase-3和Caspase-8活性检测及Hoechst33342染色的结果均提示其可抑制脂肪细胞的凋亡；进一步测定脂肪细胞葡萄糖摄取率及前体脂肪细胞分化不同时间GLUT4基因的表达情况，结果显示该基因可能通过上调GLUT4的表达而显著提高成熟脂肪细胞的葡萄糖摄取率。进一步以两条经典胰岛素信号途径为研究对象，采用Western Blot技术检测细胞分化不同时间几个关键信号分子的蛋白及磷酸化水平，结合应用信号分子的抑制剂，于细胞分化不同时间检测GLUT4的表达水平，结果发现hC10orf116基因可能通过激活PI3K信号途径、抑制Ras-MAPK信号途径，影响GLUT4的表达，最终导致葡萄糖摄取率的改变。此外，应用miRNAs芯片筛选该基因过表达的成熟脂肪细胞与空载对照之间的差异miRNAs，共获得77个有显著差异的miRNAs，进一步以这些miRNAs为线索开展该基因的功能与机制研究十分必要。对hC10orf116基因的研究具有源头创新性，有助于阐明该基因的性质及对肥胖、胰岛素敏感性的影响和可能机制，对于肥胖与2型糖尿病的防治及药物的研发等可能产生重要影响。