胰岛β细胞膜Kv2.1通道基因变异参与2型糖尿病病理过程及机制的研究

胰岛β细胞膜Kv2.1通道是调节胰岛素释放的关键蛋白,该通道重要编码区基因多态引起的氨基酸序列变异可改变通道门控性质。一系列研究结果提示，通道门控性质的变化可通过改变K+外流最终影响胰岛素释放和胰岛β细胞凋亡，为此推测胰岛β细胞膜Kv2.1通道基因变异可能通过损伤胰岛素释放机制和/减少胰岛细胞数量而参与2型糖尿病（T2DM）的病理过程，在人群水平则表现为与T2DM相关。本研究拟用生理学膜片钳和分子生物学等手段，分析胰岛β细胞膜Kv2.1通道基因变异在T2DM 病理过程中的作用及分子机制，并在宏观的人群水平应用流行病学病例-对照研究方法检验Kv2.1通道基因变异的致病效应，验证上述研究假设。为深入理解遗传因素在T2DM发病中的作用及确定易感人群、实施干预提供理论依据。

KCNB1基因编码的Kv2.1通道介导胰岛β细胞膜70%的Kv电流，后者在调节胰岛素释放过程中起重要作用，我们的前期也工作表明，以该通道为靶分子阻断其离子转运功能，显著增加了胰岛素释放，因此推测KCNB1基因变异可能通过影响胰岛素释放参与2型糖尿病（T2D）病理过程。本研究首先在226例T2D患者和对照人群中，对从KCNB1全基因中筛选出的20个tag-SNPs位点与T2DM关联进行分析，结果发现3’-UTR区rs1051295与T2DM相关（P=0.08，OR=2.18，95% CI=0.89~5.31），然后在412例T2D和对照人群中验证了该关联（P=0.027，OR=1.68，95% CI=1.16~2.41）。为探讨rs1051295与T2DM关联的机制，本课题组又在两个不同的人群中用横断面研究的方法，开展了rs1051295 与外周胰岛素敏感和胰岛b-细胞功能关联的研究。结果表明，在1051例健康人群中，具有rs1051295 TT基因型人群与CC基因型相比，胰岛素敏感性降低9.8%（P=0.008）, 同时血甘油三酯（TG）水平和腰臀比均显著高于CC基因型（TG：P=0.01； 腰臀比：P=0.04）；在89例空腹血糖受损人群中，TT基因型胰岛素敏感性与TC+CC 相比降低16.3%（P=0.03）。本研究也在细胞分子水平探讨rs1051295 与T2D及胰岛素敏感性相关的分子机制，我们通过构建含rs1051295不同基因型真核表达载体，分别转染至HEK-293细胞观察rs1051295 不同i基因型对Kv2.1表达及电流幅度的影响，结果显示，rs1051295不同基因型Kv2.1通道表达及电流幅度无统计学差异。. 本研究首次报道了KCNB1基因rs105129 TT基因型通过降低胰岛素敏感性与T2D相关，并进一步发现该基因型胰岛素敏感性减低可能与脂肪代谢有关。目前尚未见Kv2.1通道与代谢相关的人群和细胞/分子水平研究报道。我们在大样本人群中观察到的该通道与胰岛素敏感性和代谢相关，将为今后在骨骼肌、肝脏和脂肪等代谢重要组织中研究Kv2.1通道的作用提供了重要的线索。本研究完成了课题申请书计划中的KCNB1与T2D关联的研究及相关机制的探讨，发表基金标注SCI 3篇，中文核心期刊论文3篇。