胰岛生物钟基因Bmal1和Per2在2型糖尿病小鼠表达节律的改变及其机制

最新研究表明胰岛细胞生物钟基因的突变引起胰岛功能障碍。但目前尚未见胰岛钟基因改变与2型糖尿病关系的报道。我们前期工作发现，2型糖尿病小鼠与正常对照鼠胰岛细胞钟基因Bmal1和Per2的mRNA水平有明显差异。我们推测胰岛钟基因改变可能与2型糖尿病的发生和发展密切相关。因此，本研究拟通过分析2型糖尿病小鼠、肥胖小鼠和对照鼠胰岛钟基因Bmal1和Per2表达节律差异，探索2型糖尿病胰岛钟基因节律表达的变化规律；通过研究葡萄糖、脂肪酸对胰岛β细胞系钟基因启动子活性的影响及对原代胰岛细胞钟基因表达的影响，探索糖脂毒性对胰岛细胞钟基因的改变；采用RNA干扰技术阻断AMPK及Sirt1通路，揭示葡萄糖、脂肪酸对胰岛钟基因表达影响的可能信号转导机制，以探讨2型糖尿病胰岛钟基因表达改变的可能机制。通过以上工作，以期完善对2型糖尿病胰岛细胞功能障碍形成和发展机制的理解，为寻找2型糖尿病防治新靶点提供新思路。

钟基因是一组能够通过自身转录、翻译和反馈调控生物体出现昼夜节律的基因。钟基因的表达改变可能与肥胖及糖尿病等代谢性疾病发生、发展相关。本研究通过体内和体外实验观察了肥胖和糖尿病状态下胰岛细胞钟基因Bmal1和Per2的表达改变及其可能机制。结果发现：（1）KKAy2型糖尿病小鼠、高脂喂养的肥胖小鼠胰岛细胞的钟基因Per2和Bmal1的表达节律存在紊乱；（2）葡萄糖能够浓度依赖性地下调胰岛细胞Bmal1和Per2基因启动子的活性；而棕榈酸能够浓度依赖性地上调Bmal1启动子的活性，但下调Per2基因启动子的活性；（3）葡萄糖和棕榈酸对Bmal1和Per2启动子活性的调节作用依赖于AMPK，但不依赖于SIRT1。研究结果提示2型糖尿病小鼠和肥胖小鼠胰岛细胞钟基因Per2和Bmal1的表达节律存在紊乱，其机制可能与葡萄糖和棕榈酸通过AMPK调节钟基因Per2和Bmal1启动子活性有关。