《FoxO1在胰島細胞定向分化和功能重建中的作用及機制研究》是依託北京大學，由洪天配擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：FoxO1在胰島細胞定向分化和功能重建中的作用及機制研究
- 項目負責人：洪天配
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
業已證實，FoxO1參與胰島胚胎髮育和幹細胞定向分化。近期另有研究顯示，抑制FoxO1可促進腸道內分泌前體細胞或幹細胞來源的腸道樣器官向胰島細胞轉化。我們的預實驗結果顯示，FoxO1小分子抑制劑可促進人胚胎幹細胞向胰島細胞分化。由此我們假設：FoxO1通過調控分化相關信號通路和（或）胰腺特異性轉錄因子，抑制幹細胞向胰島細胞分化，抑制體內胰島功能重建。在前期工作基礎上，本項目擬在人胚胎幹細胞和人胰腺前體細胞向胰島細胞分化的不同階段抑制或過表達FoxO1，明確其對胰島細胞定向分化的影響，並且確定FoxO1對細胞分化相關信號通路和靶基因的調控作用。此外，本項目還將觀察抑制FoxO1在2型糖尿病小鼠中的治療作用，探討其在腸道內分泌前體細胞轉分化和胰島功能重建中的作用。本項目不僅有助於闡明FoxO1在胰島細胞定向分化中的調控作用及其機制，而且為研發促進體內胰島再生的治療策略提供實驗依據和理論基礎。
結題摘要
已有報導顯示，FoxO1參與胰島胚胎髮育和幹細胞定向分化，抑制FoxO1可促進腸道內分泌前體細胞或幹細胞來源的腸道樣器官向胰島細胞轉化。本課題進一步明確了FoxO1對人胚胎幹細胞細胞和人胰腺前體細胞向胰島細胞定向分化的影響，闡明了其具體作用機制，並探討了抑制FoxO1 對2 型糖尿病小鼠的治療作用及其相關機制。結果顯示：在人類胚胎乾（hES）細胞和單複製人胰腺前體細胞系向胰島素產生細胞分化過程中，在分化的各階段中均可檢測到FoxO1在胞漿和胞核的表達。FoxO1敲減可上調胰腺前體細胞和成熟胰島細胞標誌物，並促進胰島素分泌，而過表達FoxO1則發揮相反的效應，提示抑制FoxO1可促進hES細胞向胰島細胞分化和成熟。添加FoxO1抑制劑AS1842856可促進FoxO1磷酸化，上調胞漿FoxO1的表達，胞核FoxO1未見明顯變化，提示小分子抑制劑可能通過調控FoxO1的定位和轉錄活性參與胰島細胞的分化。我們在hES細胞分化不同階段開展FoxO1的染色質免疫共沉澱（ChIP）實驗，並進行高通量測序篩選及驗證，發現FoxO1能夠直接調控細胞周期相關蛋白cyclin D2。在hES細胞向β細胞定向分化過程中添加cyclin D2抑制劑能夠抑制β細胞分化，提示cyclin D2可能參與FoxO1介導的hES細胞向胰島細胞的定向分化。與此同時，我們將hES細胞分化來的胰腺前體細胞移植到NOD/SCID小鼠腎包囊下，發現抑制FoxO1同樣能夠促進β細胞在體內的分化成熟。此外，我們成功構建了β細胞特異性敲除FoxO1小鼠（Ins2-FoxO1-/-）和β細胞譜系示蹤小鼠，明確在糖尿病發生髮展過程中，FoxO1與胰島β細胞功能變化之間的關係。本研究在國內外首次明確了FoxO1在胰島細胞定向分化和功能重建中的作用及其潛在的作用機制，為研發促進體內胰島再生的治療策略提供實驗依據和理論基礎。本項目已發表論著26篇，其中SCI論文16篇，中文核心10篇。研究成果在全國性大型學術會議上做大會報告、特邀報告或口頭髮言10餘次。培養研究生9名，其中博士6名，碩士3名，出站博士後1名。
