MiR-27a/b在肝脏糖异生中的作用及其机制研究

Recent studies have suggested that the deregulation of microRNAs (miRNAs) contributes to hepatic glucose overproduction and insulin resistance. However, the potential role of miRNAs in gluconeogenesis remains unclear. Our recent studies indicated that the expression levels of miR-27a and miR-27b were significantly reduced in the livers of both db/db diabetic and high-fat diet-induced obese mice. Further studies show that miR-27a/b regulated the expression of gluconeogenesis-related genes and glucose production in L02 hepatocytes. In addition, we identified that miR-27a/b directly target FOXO1 and CREB1, two vital transcription factors in the gluconeogenesis pathway. Therefore, we hypothesize that miR-27a/b may be involved in the regulation of hepatic gluconeogenesis. In this study, we aim to evaluate the potential role and molecular mechanisms of miR-27a/b in hepatic glucose metabolism disorder. We will provide insight into the pathogenesis of hepatic insulin resistance and provide novel therapeutic targets against type 2 diabetes.

近年来的研究表明肝脏中异常表达的microRNAs (miRNAs)是胰岛素抵抗、糖代谢紊乱的主要参与者，然而其作用机制尚未完全阐明。我们近期研究发现，在糖尿病模型db/db小鼠及高脂饮食诱导的肥胖小鼠的肝脏中miR-27a及miR-27b的表达水平明显降低；在肝细胞系L02细胞中miR-27a/b调节糖异生相关基因PGC1-α、G6Pase和PEPCK的mRNA表达及糖异生水平；进一步的实验表明miR-27a/b与糖异生通路中关键转录因子FOXO1和CREB1的3’-UTR直接结合。据此，我们提出科学假说：miR-27a/b通过靶向FOXO1及CREB1调节肝脏糖异生相关基因的表达和糖异生水平，在肝脏胰岛素抵抗中发挥着重要的作用。本研究将深入探讨miR-27a/b在肝脏糖异生中的作用及其机制，为阐明胰岛素抵抗的分子机制及2型糖尿病的防治提供新的思路。

胰岛素抵抗不仅是2型糖尿病的重要病理基础，也是代谢综合征及其并发症产生的重要原因，然而胰岛素抵抗的分子机制尚未完全明确。近年来的研究表明肝脏中异常表达的microRNAs (miRNAs)是胰岛素抵抗、糖代谢紊乱的主要参与者。因此本项目探究了miR-27a/b-3p（miR-27a/b）在肝脏糖异生中的调节作用及其作用机制。.本项目主要内容和主要结果如下：.1. 分析miR-27a/b表达的变化与肝脏胰岛素抵抗发生的关系。 .（1）通过检测胰岛素抵抗小鼠的肝脏、肌肉、脂肪等胰岛素靶器官/组织中miR-27a/b的表达，发现miR-27a/b在胰岛素抵抗小鼠的肝脏中表达明显下调。.（2）构建细胞胰岛素抵抗模型，发现高糖刺激导致肝细胞miR-27a/b表达水平显著降低。.2. 观察miR-27a/b对肝脏糖异生的调节作用。 .（1）分析正常C57BL/6J小鼠进食-饥饿条件下肝脏中糖异生信号通路的改变和miR-27a/b表达的变化，结果显示小鼠饥饿条件下肝脏中miR-27a/b的水平显著降低。.（2）检测miR-27a/b对肝细胞糖异生的影响，分别在肝细胞中过表达miR-27a/b或者沉默miR-27a/b，miR-27a/b过表达显著抑制肝细胞中糖异生水平及其信号通路。.（3）检测miR-27a/b对小鼠肝脏糖异生及机体糖代谢的影响。在正常C57BL/6J小鼠中，尾静脉注射miR-27a/b沉默慢病毒载体，导致小鼠葡萄糖耐量及丙酮酸耐量下降，肝脏糖异生信号通路激活。在胰岛素抵抗小鼠中，尾静脉注射miR-27a/b过表达慢病毒载体明显降低小鼠空腹血糖，改善小鼠的葡萄糖耐量及丙酮酸耐量，抑制肝脏糖异生信号通路。 .3. 阐明miR-27a/b通过调控靶基因FOXO1参与肝脏糖异生的机制。.（1）确定miR-27a/b下游与肝脏糖异生相关的靶基因。结果证实miR-27a/b直接与FOXO1 3’-UTR结合，并下调FOXO1蛋白表达。.（2）在L02肝细胞中敲低FOXO1的表达，可挽救miR-27a/b inhibitor对葡萄糖异生的促进作用。.本项目探讨了miR-27a/b在肝脏糖异生中的作用及其机制，为阐明胰岛素抵抗的分子机制及2型糖尿病的防治提供了新的思路。