内质网应激通过FoxO1导致胰岛β细胞凋亡的信号转导机制的研究

内质网应激表现为内质网腔内错误折叠与未折叠蛋白聚集以及细胞内Ca2+平衡紊乱。研究表明，内质网应激诱导的细胞凋亡在胰岛素抵抗及2型糖尿病的发生中起重要的作用。转录因子FoxO1介导了内质网应激诱导的胰岛β细胞凋亡，但FoxO1通过调控哪些基因开启细胞凋亡途径，这些基因在内质网应激诱导的胰岛β细胞凋亡中起什么作用，知之甚少。我们制备了小鼠胰岛β细胞系MIN6中受FoxO1调控的启动子芯片，确定了442个可能受FoxO1直接调控的靶基因，其中不少基因与细胞凋亡密切相关，如促凋亡基因Bbc3，有研究表明Bbc3在内质网应激诱导的成神经瘤细胞凋亡中起重要作用。本项目拟根据已有的芯片结果，借助定量PCR和western blot技术筛选在内质网应激状态下转录和表达水平发生变化的基因，并对其进行siRNA干扰或过表达，分析对细胞凋亡的影响，为内质网应激诱导胰岛β细胞凋亡的信号通路补充新的信号转导分子。

内质网应激诱导的细胞凋亡在胰岛素抵抗及 2 型糖尿病的发生中起着重要的作用。研究表明，脂肪酸可以通过内质网应激诱导胰岛β细胞的凋亡，转录因子 FoxO1 介导了这一过程，但具体作用机制还不清楚。本项目借助ChIP-DSL技术，制备了内质网应激状态下胰岛β细胞中FoxO1的启动子芯片，确定了189个FoxO1的下游靶基因，对其中106个进行定量PCR筛选，确定有10个基因的转录水平在脂肪酸处理前后发生显著变化，其中6个基因A930038C07Rik、mapt、 pltp、mcm3ap、pfn1 和 ppa1的转录水平上调，而galnt14、gcdh、traf5 和 ddx5的转录水平下调。并进一步借助ChIP-PCR，荧光素酶报告基因以及对FoxO1过表达或干扰的方法，验证了FoxO1对其靶基因的结合与调控。最后，在MIN6细胞中过表达A930038C07Rik和PPA1，结果显示，A930038C07Rik的过表达显著增加了脂肪酸诱导的细胞凋亡，而PPA1则部分降低了凋亡效应，对细胞起到部分保护作用，并且PPA1的干扰则显著增加了细胞凋亡。另外，在大鼠胰岛细胞系INS-1中，确定了FoxO1对基因Pdcd2l的结合和调控作用，并初步探讨了Pdcd2l在脂肪酸诱导的胰岛细胞凋亡中的作用。本研究首次在胰岛β细胞中确定转录因子FoxO1调控的下游靶基因，并对A930038C07Rik，ppa1和Pdcd2l在脂肪酸诱导的胰岛β细胞凋亡中的功能进行了初步探讨，为进一步揭示脂肪酸导致的胰岛β细胞损伤的作用机制提供了参考依据。