长链非编码RNA-H19通过调控E2F1及其下游信号通路导致成熟β细胞分化特征丧失的机制研究

The abnormal proliferation and differentiation of βcells is an important factor in its dysfunction. Non-coding RNA is prevalent in human diseases and is closely related to β cell development, differentiation and function. We have found that lncRNA-H19 is a susceptible gene of type 2 diabetes mellitus and is co-expressed with E2F1, a suppressor of α-cell specific transcription factor Arx, which is involved in the maintenance of β-cell proliferation and differentiation. Accordingly, we speculate that: lncRNA-H19 may regulate the target gene E2F1 and its downstream effectors affecting β cell differentiation and dysfunction. In this study, we emphasize that：1、the influence of lncRNA H19 and E2F1 on the proliferation, differentiation, insulin secretion in βcells and the potential machanism. 2、To construct lncRNA-H19 overexpressing or silencing expression cell lines, and to investigate the regulation of lncRNA-H19 on E2F1 expression and its downstream transcription factors by Co-immunoprecipitation technology. 3、To construct β-cell specific lncRNA H19 knockout mice (Pdx-Cre; H19loxp / loxp) and to explore the possible mechanism of H19 on the proliferation, differentiation , insulin secretion ability and the possible role of E2F1 in this process in β cells in vivo.

β细胞增殖和分化异常是其功能障碍的重要因素。非编码RNA在人类疾病中普遍存在并与β细胞发育、分化及功能密切相关。我们前期研究发现： lncRNA-H19是2型糖尿病的易感基因,并与β细胞分化相关基因E2F1存在共表达，E2F1为α细胞特定转录因子Arx的抑制因子，在β细胞增殖及分化特征维持中起重要作用。据此我们推测：lncRNA-H19可能调控靶基因E2F1及其下游分子导致β细胞分化及功能的异常。为此我们将重点研究：1.lncRNA H19及其靶基因E2F1对β细胞增殖、分化、胰岛功能的影响及可能通路。2.构建lncRNA-H19过表达或沉默表达细胞株，运用免疫共沉淀技术探讨其对E2F1及下游转录子的调控作用。3.构建β细胞lncRNA H19敲除小鼠（Pdx-Cre;H19loxp/loxp），活体水平探讨H19对鼠β细胞增殖、分化、功能的影响以及E2F1及其下游转录子在其中的可能机制

本项目旨在研究LncRNA H19对胰岛β细胞的增殖能力和胰岛素分泌功能的影响，探索LncRNA H19调控β细胞功能的潜在作用位点及机制。经研究，我们发现： 1. 对稳定表达LncRNA H19的细胞进行转录组测序、差异基因统计和功能富集分析，提示LncRNA H19对β细胞功能改变主要富集在钙离子信号通路、胰岛素分泌等通路上。2. 通过构建蛋白质互作网络模块分析 ，发现LncRNA H19下调模块主要富集在激素活性、受体配体活性、受体调节剂活性；上调模块主要富集在MAPK级联的调控。3.在β-TC6细胞中，LncRNA H19主要定位在细胞核中，H19会加快胰岛β细胞增殖，降低胰岛素的合成和分泌。4. LncRNA H19使β细胞自身标记物Pdx1表达下调以及通过诱导NF-κ B和MAPK通路的激活参与β细胞的增殖调控。本研究发现LncRNA H19通过激活NF-κ B和MAPK通路，使胰岛β细胞数量增加而功能缺失，进入代偿早期。以上结果提示LncRNA H19主要参与调控β细胞的增殖能力，对胰岛β细胞分化能力影响欠缺，这让我们对LncRNA H19在β细胞中的生物学功能有了更深的认识，为防治糖尿病提供新的分子靶点与治疗新策略。