《利用基因剔除小鼠探討sidt2在糖尿病骨骼肌肌病的作用》是依託上海交通大學，由張惠文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用基因剔除小鼠探討sidt2在糖尿病骨骼肌肌病的作用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張惠文
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Sidt2是申請者在小鼠肝臟溶酶體膜利用蛋白組學發現的功能未知蛋白，也是2011年底結題的一項國家自然科學基金青年項目的研究主體。該項目進行過程中，我們培育了sidt2全身剔除的小鼠，該鼠糖耐量受損，體內及體外胰島素刺激實驗顯示胰島素分泌減少，電鏡下胰島素空泡型分泌顆粒減少，提示胰島素分泌障礙。並且該鼠骨骼肌有肌萎縮和線粒體異常，糖酵解的關鍵酶GAPDH表達增加，提示該鼠模擬了人類糖尿病肌病發生。本項目擬行胰島培養，研究sidt2缺陷影響胰島素分泌的具體機制。在已有的sidt2 Flox小鼠的基礎上，擬培育僅肌肉sidt2剔除的小鼠，觀察這種小鼠是否與sidt2全身剔除的小鼠一樣有明顯的骨骼肌改變和糖耐量變化，以研究糖尿病與肌病的因果關係。並擬用RNA表達晶片及蛋白印跡等技術研究sidt2缺陷引起肌病的機制。通過該項目的研究，預期能發現sidt2是進行糖尿病及其肌病干預治療的新靶點。
結題摘要
為研究溶酶體膜蛋白Sidt2蛋白的功能，本項目課題組前期成功建立了Sidt2基因全身敲除的小鼠模型，通過後續表型及相關研究發現，該小鼠模型存在糖耐量受損，與糖尿病患者的前期生化特徵十分類似。分離的胰島組織體外刺激試驗顯示胰島素分泌障礙，但其胰島素合成未見明顯異常。另一方面，Sidt2基因全身敲除小鼠從第 8 周開始骨骼肌病理顯示肌肉明顯損傷性改變。骨骼肌與糖代謝之間聯繫緊密且複雜。本項目檢測野生及Sidt2-/-胰島β細胞在高劑量葡萄糖刺激下胰島素分泌通路中NADPH，KATP、KV2.1電流及胞內游離鈣離子濃度，膜電位和胰島素分泌顆粒pH。發現Sidt2-/-小鼠胰島β細胞而鈣離子信號反應受損。在酸性細胞器第二信使NAADP孵育條件下Sidt2-/-胰島β細胞Ca2+對高劑量葡萄糖反應正常。提示Sidt2基因缺陷導致胰島 β 細胞NAADP信號不足，酸性細胞器鈣庫釋放障礙，最終導致胞內Ca2+信號受損。證明了Sidt2蛋白參與了胰島β細胞胞內NAADP信號的調控。同時，成功繁育骨骼肌特異性敲除Sidt2基因小鼠 骨骼肌特異性敲除Sidt2基因小鼠，追蹤至6個月齡模型小鼠空腹血糖及糖耐量均正常。骨骼肌冰凍切片HE染色顯示骨骼肌特異性敲除Sidt2基因小鼠主要病理改變為肌纖維機構紊亂，肌纖維大小不一，出現大量的中央核肌纖維，部分肌纖維內可見顆粒狀物質沉積，肌纖維周圍還可見炎症細胞浸潤，結合肌肉電鏡結果提示骨骼肌特異性敲除Sidt2基因小鼠有顯著的肌病表現。WB及免疫螢光結果顯示結果顯示模型小鼠肌纖維自噬相關蛋白有顯著變化。基因表達譜晶片分析共發現顯著性表達差異基因共590 條。上調通路主要包括：吞噬、溶酶體和肌動蛋白調控等；下調通路主要涉及代謝通路和鈣離子信號通路。提示骨骼肌特異性敲除Sidt2造成的肌病表現與自噬顯著相關。Sidt2可能為人類未知肌病的一個候選基因。可能通過調控Sidt2蛋白改善人類血糖的穩態及肌病。
