胰岛素依赖的AQP9染色质重塑与肝糖脂质代谢调控

目前研究表明水通道蛋白9（AQP9）可能是肝脏唯一的甘油通道，在肝脏甘油以及糖脂代谢中具有重要的调控作用；在病理状态下如胰岛素抵抗机体中AQP9表达明显异常。已有研究证实胰岛素是AQP9的重要调控因子，其可能通过PI3K-Akt途径以及FoxO1转录因子调控AQP9的转录表达，然而目前还没有直接的细胞学实验证据支持该假设；更为重要的是AQP9基因转录调控的最后关键环节-染色质重塑机制目前尚无研究报道。本课题将首先在细胞水平探讨胰岛素与FoxO1对AQP9基因转录表达的调控以及FoxO1与AQP9启动子区胰岛素反应元件（IRE）结合状态的动态变化，为PI3K-Akt-FoxO1通路调控AQP9提供直接实验证据；然后进一步研究胰岛素以及FoxO1转录因子依赖的AQP9启动子区IRE位点的局部组蛋白修饰和核小体重构等染色质重塑事件；最后研究改变AQP9染色质重塑状态是否影响了AQP9的转录表达。

目前研究表明水通道蛋白9（AQP9）可能是肝脏唯一的甘油通道，在肝脏甘油以及糖脂代谢中具有重要的调控作用；在病理状态下如胰岛素抵抗机体中AQP9表达明显异常。已有研究证实胰岛素是AQP9的重要调控因子，其可能通过PI3K-Akt途径以及FoxO1转录因子调控AQP9的转录表达，然而目前还没有直接的细胞学实验证据支持该假设；更为重要的是AQP9基因转录调控的最后关键环节—染色质重塑机制目前尚无研究报道。本课题首先对胰岛素与FoxO1转录因子在AQP9转录调控中的作用进行研究，证实胰岛素依赖性的FoxO1转录因子对AQP9的转录表达有确切调控作用，在细胞水平探讨胰岛素与FoxO1对AQP9基因转录表达的调控；其次采用双荧光素酶报告系统研究FOXO1对AQP9转录活性影响的实验研究，分析FoxO1与AQP9启动子区胰岛素反应元件（IRE）-668位结合状态的动态变化，为PI3K-Akt-FoxO1通路调控AQP9提供直接实验证据；然后运用染色质免疫沉淀等技术重点研究胰岛素以及FoxO1转录因子依赖的AQP9启动子区IRE位点的局部组蛋白修饰状态的改变情况，证实胰岛素通过FOXO1依赖方式对AQP9基因转录的抑制作用涉及了组蛋白H3 K9/K14去乙酰化、S10去磷酸化和K4甲基化修饰，从而阐明胰岛素依赖的PI3K-Akt-FoxO1通路在染色质水平对AQP9的具体调控机制；此外，在对水甘油通道蛋白在非酒精性脂肪变性肝细胞模型中表达变化及其相关分子信号机制的研究中发现油酸钠可呈剂量依赖方式诱导AQP3表达量下降而AQP9表达量升高，其中AQP3的下调依赖于p38 MAPK信号通路的激活，而AQP9的调节需要PI3K/Akt途径的抑制和p38 MAPK途径的激活协同作用，由此较全面探讨了水甘油通道蛋白在肝糖脂代谢中的作用。本研究结果为胰岛素抵抗与代谢综合征的发病机制提供部分实验依据，并可能为以染色质水平的调控因子为靶点进行治疗提供新的切入点。