《CLOCK基因調節大鼠胰島β細胞胰島素分泌分子機制的研究》是依託天津醫科大學，由湯雲昭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：CLOCK基因調節大鼠胰島β細胞胰島素分泌分子機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：湯雲昭
- 依託單位：天津醫科大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
2型糖尿病的發生與晝夜節律紊亂密切相關，且其多種併發症也體現出明顯的時間節律性。CLOCK基因是控制機體節律穩態的核心基因，其可在胰島β細胞中調控胰島素顆粒的胞吐作用，維持血糖動態平衡，但其分子機制尚不明確。本課題的前期研究表明，人胰島中CLOCK基因的表達和多種鈣離子通道(Cav)基因呈正相關。糖尿病人的胰島中，多個時間點CLOCK基因的表達明顯下調，且多種Cav的表達水平與CLOCK基因一致。在SD大鼠胰島中胰島素分泌作用存在明顯的時間節律，且這一節律與Cav的活性密切相關。因此擬建立晝夜節律紊亂的糖尿病大鼠模型，並提取胰島特異性CLOCK基因敲除及過表達大鼠的胰島，採用膜片鉗技術、高清晰鈣成像技術等手段，明確CLOCK基因在胰島β細胞中所調節的靶向性Cav，驗證生物節律紊亂導致的CLOCK基因表達紊亂及其造成的Cav表達、活性的變異與糖尿病發病的聯繫，揭示糖尿病發病新的病理生理基礎。
結題摘要
2型糖尿病的發生與晝夜節律紊亂密切相關，且其多種併發症也體現出明顯的時間節律性。CLOCK基因是控制機體節律穩態的核心基因，其可在胰島β細胞中調控胰島素顆粒的胞吐作用，維持血糖動態平衡，但其分子機制尚不明確。本課題研究表明，在大鼠中CLOCK基因分布具有組織特異性，在INS-1細胞中有振盪節律性。抑制CLOCK基因內源性表達後，2.8mM葡萄糖孵育下胰島素分泌無明顯變化，在16.7mM高糖刺激下胰島素釋放量及鈣離子含量明顯減少。鈣離子通道Cacna1c mRNA及蛋白表達量明顯降低，有統計學意義；Cacna1d mRNA及蛋白表達量降低但無統計學意義。通過生物信息網站預測CLOCK基因作為轉錄因子在Ca1.2的結合位點並設計特異性引物，利用CHIP技術進行檢測，結果表明Clock蛋白可結合於Cav1.2基因啟動子區域（-444～-454bp）。本研究還發現抑制INS-1細胞中Clock內源性表達後，在高糖刺激時細胞內cAMP含量和CREB磷酸化水平明顯減少，提示其影響胰島素分泌可能與經典通路cAMP/PKA/CREB有關。動物實驗上構建了慢性睡眠剝奪小鼠，結果表明慢性睡眠紊亂可導致小鼠胰島時鐘基因的表達紊亂，可能是引起小鼠糖代謝異常的重要原因之一。本研究揭示了CLOCK基因影響胰島素分泌分泌的作用機制，為治療2型糖尿病提供新靶點。
