一个功能未知的lncRNA SMIR2调控骨骼肌胰岛素敏感性的机制研究

A long noncoding RNA (lncRNA) with unknown function, named as SMIR2, which is identified by our microarray screening, is significantly upregulated in the skeletal muscle of type 2 diabetes mouse. Bioinformatic analysis and experiments revealed silence of SMIR2 in palmitate-induced C2C12 cells could improve insulin sensitivity and increase IRS1 expression via modification of demethylation level at the promoter region. In this research, we will adopt overexpression and knock down strategies to investigate the function of SMIR2 in regulating insulin sensitivity of skeletal muscle. Additionally, rescure strategy, RIP, RNA pull-down, ChIP and ChIRP will be conducted to explore the detailed regulatory mechanism of the interaction between SMIR2 and IRS1. This study will provide new clues and potential intervention targets for the prevention of insulin resistance and Type 2 diabetes.

lncRNA SMIR2是我们采用芯片技术筛选正常小鼠与2型糖尿病小鼠骨骼肌中差异非编码RNA时发现的、高表达于2型糖尿病小鼠骨骼肌、在物种间保守的lncRNA。前期实验及生物信息分析发现：SMIR2表达沉默可显著改善骨骼肌细胞的胰岛素敏感性；SMIR2表达沉默可显著促进IRS1表达，其机制可能与IRS1启动子区域组蛋白H3去甲基化水平改变有关。本研究采用过表达和沉默策略，从分子特征、细胞功能等方面评估SMIR2对骨骼肌胰岛素敏感性的影响；通过挽救实验策略，运用RIP、RNA pull-down、ChIP、ChIRP等技术，揭示SMIR2调控IRS1表达参与骨骼肌胰岛素抵抗的分子机制；并应用反义寡核苷酸ASO技术，在体水平评估SMIR2表达沉默对改善2型糖尿病小鼠胰岛素抵抗表型的作用。本研究可为胰岛素抵抗和2型糖尿病治疗提供新的理论依据和潜在的干预靶标。

我国已成为2型糖尿病第一大国，且低龄化趋势日益显著。胰岛素抵抗是2型糖尿病发生发展的重要病理生理基础，骨骼肌胰岛素抵抗在全身系统性胰岛素抵抗的形成过程中具有重要作用。. lncRNA SMIR2（AK141842）是我们应用lncRNA芯片筛选发现的、在2型糖尿病小鼠骨骼肌中表达显著上调的lncRNA。前期实验及生物信息分析发现：SMIR2表达沉默可显著促进IRS1表达、显著改善骨骼肌细胞的胰岛素敏感性；但其作用机制尚不明确。. 本研究：（1）采用过表达和沉默策略，从分子特征、细胞功能等方面评估 SMIR2 在调控骨骼肌胰岛素敏感性中的作用，结果发现：①SMIR2过表达后骨骼肌C2C12细胞胰岛素刺激的葡萄糖摄取显著下降，IRS1的基因和蛋白表达水平显著下调，胰岛素信号通路IRS1-PI3K/AKT中的关键基因PI3K、AKT的基因和蛋白表达均显著下调；②SMIR2表达沉默后，葡萄糖摄取率明显上升，IRS1的基因和蛋白表达水平显著上调，PI3K、AKT的基因表达显著上调，AKT的蛋白表达显著上调，PI3K蛋白表达无明显变化；③在棕榈酸干预构建的C2C12细胞胰岛素抵抗模型中，SMIR2表达沉默后，胰岛素刺激的葡萄糖摄取率显著上调，IRS1的基因和蛋白表达水平显著上调，PI3K、AKT的基因表达显著上调，AKT的蛋白表达显著上调，PI3K蛋白表达无明显变化；④SMIR2过表达或者沉默后骨骼肌细胞GLUT4的蛋白表达均无明显变化；（2）通过挽救实验策略，即SMIR2过表达的基础将IRS1表达上调，骨骼肌细胞胰岛素刺激的葡萄糖摄取率明显上升，PI3K、AKT的基因表达显著上调；SMIR2表达沉默的基础将IRS1表达下调，葡萄糖摄取率明显下降，PI3K、AKT的基因表达显著下调；论证了IRS1可能为SMIR2下游作用分子，SMIR2过表达抑制了IRS1的表达。. 本研究表明：lncRNA SMIR2可能通过调控IRS1从而影响骨骼肌细胞的胰岛素敏感性。本研究可为胰岛素抵抗和2型糖尿病治疗提供新的理论依据和潜在的干预靶标。