蛋白激酶D2在胰島素抵抗發生過程中的作用機制研究

《蛋白激酶D2在胰島素抵抗發生過程中的作用機制研究》是依託北京大學，由張秀琴擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：蛋白激酶D2在胰島素抵抗發生過程中的作用機制研究
• 項目負責人：張秀琴
• 依託單位：北京大學
• 項目類別：面上項目

項目摘要

胰島素抵抗（insulin resistance, IR）是代謝綜合徵和2型糖尿病發生的關鍵環節。多發生在骨骼肌、肝臟和脂肪組織。蛋白激酶D（protein kinase D，PKD）是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶。PKD功能研究多集中在PKD1,最近研究發現p38δ可通過抑制PKD1的激活降低胰島素分泌和增加β細胞凋亡而促進糖尿病的發生。對於PKD2是否參與IR和糖尿病的發生未見報導。我們在細胞實驗中發現，胰島素刺激可以增加PKD2的磷酸化。在對IR恆河猴骨骼肌和脂肪組織進行mRNA深度測序時，發現PKD2 mRNA明顯下調，蛋白水平變化一致。更有趣的是，在IR發生較早的恆河猴，我們發現了PKD2基因的雜合突變，這一突變大大降低了PKD2蛋白表達。說明PKD2的下調可能參與了IR的產生。本課題將進一步利用細胞、PKD2敲出小鼠和IR恆河猴模型，進一步研究PKD2在IR形成過程中的作用和作用機理

結題摘要

胰島素抵抗是代謝綜合徵、2型糖尿病和心腦血管疾病等發生、發展的一個共同病理因素。胰島素是由胰島β細胞分泌的一種重要激素，它不但調節糖、脂和蛋白質代謝，而且參與調節基因的轉錄、細胞增殖、生長等重要生命過程。胰島素抵抗在臨床首先表現為高胰島素血症及糖耐量受損。然而,目前對於高胰島素血症的發生機制知之甚少。我們首次在恆河猴證實， PKD2基因功能缺失性突變能夠導致高胰島素血症,同時伴有進行性的糖耐量受損。我們發現在我們現有的59隻恆河猴群體中，存在兩個極高胰島素血症恆河猴，且在這兩隻恆河猴中存在唯一共同的蛋白激酶D2的無義突變（PKD2 T-A），在其他57隻個體中均不存在。PKD2 T-A突變導致此基因的表達在mRNA和蛋白水平均顯著下調。更為重要的是，在繁殖實驗中，該基因型和表型的關係在後代中也得到了驗證，提示PKD2功能缺失性基因突變可能直接引起了高胰島素血症。採用PKD2全身敲除的小鼠模型,我們進一步驗證了以上結論。在體和分離胰島的實驗證明，PKD2敲除引起小鼠血液胰島素水平以及葡萄糖刺激的胰島素分泌比對照組明顯增高。機理方面，我們發現PKD2基因缺失可使與胞吐作用相關的胞內鈣離子濃度增加。因此，我們認為PKD2的缺失或表達異常是引起高胰島素血症和諸多代謝性疾病的重要原因。以PKD2為靶點，進行臨床新藥的研製開發，將會給臨床代謝綜合徵乃至其心血管併發症的治療提供新的思路和途徑。