Axin和Tankyrase2调节糖代谢的机理

Axin是一个多功能蛋白，参与调控Wnt、TGF-beta、JNK和p53等信号通路。Tnks2（Tankyrase2）是PARP家族的一个成员，目前研究表明敲除Tnks2会导致小鼠个体变小、体重减轻。最近我们发现Axin能与Tnks2相互作用，且二者在细胞内的定位一致；用siRNA抑制Axin或Tnks2的表达，细胞对胰岛素的敏感性降低；胰岛素耐量实验表明Tnks2敲除小鼠对胰岛素的敏感性降低；实时荧光PCR结果表明Tnks2敲除小鼠体内参与糖代谢的几个关键酶的mRNA水平降低，我们的这些研究表明Axin和Tnks2可能通过相互作用参与了机体糖代谢的调节，这也可能是造成Tnks2敲除小鼠出现上述表型的原因。在该项目中我们拟通过分子生物学、细胞生物学及动物实验深入研究Axin和Tnks2调节糖代谢的机理，有望阐明Tnks2敲除小鼠出现异常表型的分子机制。

在胰岛素刺激下由GLUT4介导的葡萄糖的摄入在整个机体的糖代谢中起关键作用。因此GLUT4的调节紊乱会导致糖尿病。但胰岛素通过调节GLUT4调控糖代谢的机理目前仍不明确。Axin是一个多功能蛋白，参与调控Wnt、TGF-beta、JNK和p53等信号通路。TNKS2（Tankyrase2）是PARP家族的一个成员，目前研究表明敲除TNKS2会导致小鼠个体变小、体重减轻。我们首先发现Axin能与Tnks2相互作用，且二者在细胞内的定位一致；用siRNA抑制Axin或TNKS2的表达，细胞对胰岛素的敏感性降低；胰岛素耐量实验表明Tnks2敲除小鼠对胰岛素的敏感性降低；进一步研究表明Axin通过和TNKS2（ADP-ribosylase tankyrase 2）及驱动蛋白KIF3A相互作用形成三聚体，在胰岛素刺激的GLUT4的转运中起重要作用。特异性敲低三聚体中的任何一个成分都能减弱胰岛素刺激的GLUT4向细胞膜的转位。TNKS2-/-小鼠对胰岛素的敏感性降低，进食后的血糖浓度明显高于野生型小鼠。细胞在缺乏胰岛素的情况下Axin、TNKS和KIF3A与GLUT4共同定位在高尔基体上。进一步研究表明用胰岛素处理细胞可以抑制TNKS的ADP-核糖化酶的活性导致Axin和TNKS自身的ADP-核糖化降低，从而抑制了二者的泛素化降解，使Axin、TNKS和KIF3A形成的复合体更加稳定。抑制胰岛素信号通路中的激酶AKT的活性能削弱胰岛素对该复合体的稳定作用。我们的研究揭示了一个包括驱动蛋白在内的蛋白复合体，该复合体在胰岛素刺激的GLUT4向细胞膜的转位中起重要作用。