蛋白乙酰化在胰岛β细胞增殖中的作用及机制研究

蛋白乙酰化修饰是蛋白功能的重要调节方式，已知组蛋白和核转录因子的乙酰化修饰参与调控基因的转录表达，酶蛋白的乙酰化修饰可改变酶活性和稳定性，广泛参与调节细胞代谢。基因表达和代谢改变都将直接影响细胞功能和生长状态，本研究拟采用连续葡萄糖灌注大鼠模型、葡萄糖诱导的β细胞增殖模型，观察染色体组蛋白、增殖相关基因启动子区组蛋白、相关转录因子和功能蛋白乙酰化的变化，初步探讨葡萄糖调节胰岛?细胞蛋白乙酰化的机制，从而加深对胰岛β细胞代偿机制的认识，最终为深入了解2型糖尿病的发病机制，为临床寻找针对胰岛β细胞保护作用的药物提供理论基础和研发思路。

胰岛功能紊乱是2型糖尿病发生和发展中的重要环节，而葡萄糖是调节胰岛细胞生长和胰岛素分泌的重要因子。本研究主要观察蛋白乙酰化修饰在葡萄糖诱导的胰岛功能代偿过程中的作用及其机制。在EdU掺入实验中，16.7mM葡萄糖可显著增加MIN6细胞增殖率；葡萄糖连续灌注大鼠模型中，免疫组化结果显示多种增殖指标显著增加，表明β细胞增殖明显，分离胰岛进行基因芯片分析，发现III型组蛋白去乙酰化酶家族成员SIRT1(silent mating type information regulation 2 homolog 1)表达下调。进一步用SIRT1的特异性抑制剂Ex527处理MIN6细胞，可显著增加细胞增殖率，提示在胰岛β细胞，葡萄糖可能通过抑制SIRT1的去乙酰化酶活性来影响胰岛β细胞增殖。葡萄糖诱导的胰岛功能代偿中也包括胰岛素分泌能力的增加，我们采用经典的去乙酰化酶抑制剂TSA处理大鼠胰岛，处理组胰岛素分泌能力显著增加，与葡萄糖的作用相似，同时基因芯片结果显示，有多个基因在高糖和TSA处理的大鼠胰岛中变化趋势相同，提示葡萄糖通过乙酰化机制调节相关基因的表达，促进胰岛功能。上述一系列实验结果支持我们提出的假说，即蛋白乙酰化修饰在葡萄糖诱导的胰岛功能代偿中起重要作用。