線粒體蛋白C6ORF57在代謝綜合徵中的作用研究

《線粒體蛋白C6ORF57在代謝綜合徵中的作用研究》是依託西安交通大學，由劉健康擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：線粒體蛋白C6ORF57在代謝綜合徵中的作用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉健康
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

目前已發現的哺乳動物線粒體蛋白有1098種，但近300種蛋白的功能尚不明確，對該類線粒體蛋白的生化與生理功能的注釋有助於進一步理解線粒體在疾病發生髮展中的重要作用。C6ORF57是其中一種未定義的線粒體蛋白，在真核生物體內具有高度保守性。通過前期生物信息學分析和初步實驗探索，我們發現C6ORF57與代謝綜合徵的發病緊密相關，它的缺失能夠損傷線粒體活性，降低細胞代謝的重要調控因子去乙醯化酶Sirt1的表達，且可導致細胞對胰島素的回響降低。胰島素抵抗是2型糖尿病、肥胖、高血壓等代謝綜合徵共有的病理基礎，而線粒體功能的損傷被認為是胰島素抵抗的重要促進因素，但是線粒體如何參與胰島素抵抗的形成仍不明確。本課題擬通過多種細胞、動物模型結合基因敲除與過表達的技術手段，對線粒體蛋白C6ORF57進行深入探討，明確其在胰島素抵抗及代謝綜合徵中的作用機制，為該類疾病的防治提供新的靶點並促進線粒體生物學的研究。

結題摘要

目前已發現的哺乳動物線粒體蛋白有1098種，但近300種蛋白的功能尚不明確，對該類線粒體蛋白的生化與生理功能的注釋有助於進一步理解線粒體在疾病發生髮展中的重要作用。C6ORF57是其中一種未定義的線粒體蛋白，在真核生物體內具有高度保守性。通過前期生物信息學分析和初步實驗探索，我們發現C6ORF57與代謝綜合徵的發病緊密相關。在本課題中通過免疫螢光等分析，我們發現該蛋白具有線粒體定位，通過shRNA敲低肝臟細胞、肌肉細胞系中C6orf57的表達，發現該基因的缺失能夠損傷線粒體尤其是複合物II的活性，誘導活性氧自由基的過度產生。進一步探索發現，該蛋白參與了複合物II的亞基組裝，其表達的降低能引起複合體組裝的失敗，最終引起複合物II的活性降低。在肝臟細胞中C6orf57基因的下調，能夠引發顯著的胰島素抵抗，而在肌肉前體細胞中C6orf57基因的下調，能夠促進肌肉前體細胞向肌肉細胞的分化，提示C6ORF57蛋白在不同組織可能具有不同的功能。通過構建C6orf57敲除小鼠，我們發現全身敲除C6orf57後無法形成胚胎，提示該基因在胚胎髮育過程中的重要作用。隨後我們構建各種組織特異性敲除小鼠，在肌肉特異性敲除小鼠中，我們發現小鼠的存活周期較短，引發早期死亡的原因為擴張型心肌病引發的心臟衰竭，提示C6ORF57蛋白對維持心臟肌肉的功能和活性至關重要。在肝臟特異性敲除的小鼠中，我們發現該敲除小鼠與野生型對照生存周期和活力並無明顯差別，小鼠解剖觀察發現，純合敲除小鼠肝臟、心臟、棕色脂肪等與野生型小鼠並無明顯差異，但白色脂肪組織重量在敲除小鼠里有一定程度降低，血液生化分析顯示肝臟功能ALT並無顯著差異，但血脂有一定程度升高,提示肝臟缺失C6ORF57對機體糖脂代謝有一定影響。本項目研究揭示C6ORF57這一蛋白線上粒體功能調節中有重要作用，且密切參與了機體胚胎髮育、心臟肌肉功能調節、肝臟脂代謝等多個重要生命過程。綜上所述，本課題通過多種細胞、動物模型結合基因敲除與過表達的技術手段，對線粒體蛋白 C6ORF57進行初步探討，明確其在包括代謝綜合徵的多種生命活動具有重要的調節功能，為該類疾病的發病機制和防治策略的深入研究提供重要的靶點，對線粒體生物學的研究提供新的數據支持。