胰岛因子1促进胰岛细胞增殖的分子机制研究

Islet-1在胚胎发育过程中发挥重要作用，但其在个体出生后胰岛组织中持续终生的高表达所发挥的重要功能，至今尚未阐明。我们发现Islet-1可促进大鼠胰岛细胞增殖和c-myc及cyclinD1表达上调并伴有启动子区组蛋白H3K4m3、 H3K9m3甲基化和H3K9乙酰化修饰改变；而在氧化损伤情况下抑制Islet-1表达后加剧细胞凋亡。故我们提出Islet-1在成年胰岛中能促进细胞增殖，在氧化损伤条件下可对抗细胞凋亡的假说。Islet-1上调c-myc、cyclinD1表达的机制既涉及对靶基因的直接激活作用也有Islet-1与甲基化酶SET9相互作用对表观遗传修饰的影响。在本课题中，我们将利用FCM、RNAi、荧光素酶报告、EMSA、ChIP、C0-IP和质谱等技术进一步验证该假说。本课题的完成，可为揭示成年个体如何维持正常胰岛细胞数量的分子机制提供线索；并为临床治疗糖尿病提供新的分子靶点。

胰岛因子1(Islet-1)在胚胎发育过程中发挥重要作用，但其在个体出生后胰岛组织中持续终生的高表达所发挥的重要功能，至今尚未阐明。在本课题中，我们利用原代培养的SD大鼠胰岛细胞团以及小鼠或仓鼠胰岛beta细胞系NIT-1、HIT-T15，通过过表达Islet-1或抑制细胞内源性Islet-1，检测细胞增殖率和细胞周期的变化，明确了Islet-1在成熟胰岛中具有促进细胞增殖的功能；在葡萄糖氧化酶损伤的原代大鼠胰岛细胞团和HIT-T15细胞中，明确了Islet-1能够对抗氧化损伤引起的细胞凋亡。并阐明了Islet-1促细胞增殖的分子机制之一是可以直接结合在c-myc、cyclinD1基因的启动子区，与SET-9和PDX-1形成转录激活复合体，激活c-myc、cyclinD1基因的表达。同时Islet-1-SET9-PDX-1复合体还促进了c-myc、cyclinD1基因的启动子区H3K4m3、H3K4m1甲基化修饰状态，促进基因表达；我们还证明Islet-1的LIM2结构域和SET-9的MID、SET结构域介导了二者的直接相互作用，且LIM2结构域中的RSK序列不可或缺，但Islet-1与SET-9之间的相互作用并不涉及分子间的共价修饰。用IGF处理原代培养的SD大鼠胰岛细胞团，随着剂量的增加，Islet-1-SET9-PDX-1复合体在c-myc、cyclinD1基因的启动子区结合量也增加，细胞增殖能力增加。但是，这种结合随着年龄的增加而减少。Islet-1对抗细胞凋亡的机制是通过上调Mdm2表达，并与MDM2-p53形成复合物，促进p53的泛素化降解。本课题的完成，为揭示成年个体如何维持正常胰岛细胞数量的分子机制提供了新的线索。