Brd2调控胰岛B细胞增殖的机制研究

Pancreatic beta cell plays an important role in insulin secretion. Thus the maintenance of the function and volume of pancreatic beta cells is an important issue in diabetes studies. Recent studies showed that a double Bromodomain protein (Brd2) was critical for the regulation of pancreatic beta cell proliferation.Brd2 knock down mice showed a significant increase in islet number, volume and insulin secretion level, but the underlying mechanism is still not very clear. Brd2 can particularly bind to acetyl-histone and recruit other chromatin remodeling complex (such as SWI/SNF) to the chromatin. Therefore, it involves in the regulation of chromatin remodeling and gene transcription. In our pilot studies, we used piggybac transposon to build up Brd2 knock down mice (Brd2 +/-).Similar phenotypes were found in our model compared to previous studies. By using this new Brd2 KD animal model and other in vitro cell lines, we can investigate the interaction of Brd2 and SWI/SNF complex and their downstream signaling pathway in pancreatic beta cells. This will give us new direction in the studies of diabetes treatment.

胰岛B细胞是机体分泌胰岛素的重要组织，因此如何维持胰岛B细胞的数量和功能是糖尿病研究领域的一个重要问题。研究发现一个双 Bromodomain 蛋白（Brd2）在胰岛B细胞增殖方面有重要的调节作用。在Brd2蛋白表达被抑制的小鼠模型中，胰岛的体积，数量以及胰岛素的分泌量均有显著提高，但其调控胰岛B细胞增殖的具体机制并不明确。在肿瘤细胞中Brd2可通过特异性识别组蛋白末端乙酰化的赖氨酸位点, 将SWI/SNF等转录复合物连接到乙酰化的染色质上，从而参与目标基因的表达调控。我们在前期研究中，通过Piggybac转座子技术，构建出Brd2+/-小鼠模型，并获得与之前研究结果相同的表现性状。我们拟利用该动物模型及体外培养胰岛B细胞系，来验证Brd2及SWI/SNF转录复合物之间在胰岛B细胞中的相互作用，并进一步研究其下游信号通路，为糖尿病治疗的研究提供新的方向。

胰岛B细胞是机体分泌胰岛素的重要组织，因此如何维持胰岛B细胞的数量和功能是糖尿病研究领域的一个重要问题。研究发现一个双 Bromodomain 蛋白（Brd2）在胰岛B细胞增殖方面有重要的调节作用。在Brd2蛋白表达被抑制的小鼠模型中，胰岛的体积，数量以及胰岛素的分泌量均有显著提高，但其调控胰岛B细胞增殖的具体机制并不明确。在肿瘤细胞中Brd2可通过特异性识别组蛋白末端乙酰化的赖氨酸位点, 将SWI/SNF等转录复合物连接到乙酰化的染色质上，从而参与目标基因的表达调控。我们在前期研究中，通过Piggybac转座子技术，构建出Brd2+/-小鼠模型。我们拟利用该动物模型及体外培养胰岛B细胞系，来验证Brd2及SWI/SNF转录复合物之间在胰岛B细胞中的相互作用，并进一步研究其下游信号通路，为糖尿病治疗的研究提供新的方向。实验结果表明，采用Piggybac转座子技术抑制Brd2在小鼠体内表达所产生的突变小鼠，糖耐量实验中血糖低于野生型小鼠，与之前发表文献中的结果类似，但除此之外，该小鼠模型的实验结果均未发现与之前其他Brd2表达抑制小鼠模型类似的结果，Piggybac转座子获得的Brd2表达抑制小鼠模型体重、胰岛体积和数量同野生型小鼠无明显差别。并且通过高脂饮食喂养后的突变型小鼠体重明显低于野生型小鼠，而高脂饮食饲养后两组小鼠的糖耐量无明显差异。此外，体外细胞模型中，我们利用质粒转染，在胰岛B细胞瘤细胞系MIN-6中过表达或抑制Brd2基因，发现过表达Brd2基因促进MIN-6增殖，而抑制Brd2基因则阻碍MIN-6生长。同时通过Brd家族特异性小分子抑制剂，我们成功抑制了MIN-6细胞生长，并诱导产生细胞凋亡。结合体外和体内实验结果，我们认为Brd2及其他Brd家族成员在胰岛B细胞中起到了调节胰岛细胞功能的作用。在正常胰岛细胞中，抑制Brd2可促进胰岛B细胞胰岛素分泌，降低血糖，减轻体重。在胰岛B细胞瘤中，Brd2及其他Brd家族成员可能起到了促进胰岛细胞瘤增生，并进一步促进胰岛素分泌的作用。而抑制Brd2及其他Brd家族成员可有效控制胰岛细胞瘤增殖，降低胰岛细胞瘤胰岛素分泌。