mir-221/222调控胰岛β细胞增殖和功能的机制研究

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胰岛β细胞特异性过表达或敲除目的基因,让我们对参与胰岛β细胞功能调控的基因有了更深入的认识。目前,人们构建胰岛β细胞特异性过表达和敲除动物模型时常用的两种启动子是Ins1和Ins2。但是,利用它们构建的转基因动物模型存在两个问题,一方面大部分模型都包含了人生长激素(hGH)微小基因,研究证实hGH可以诱导β细胞发生类似妊娠期的基因表达改变,导致胰岛β细胞体积增大和胰岛素含量增多。另一方面Ins2启动子不仅在胰岛β细胞中表达,在脑组织中也有异位表达泄露。为了解决这些问题,我们使用Cre/Loxp和Tet-On系统,以及国际上常用的8.5 kb Ins1启动子,构建了Ins1-rtTA小鼠和Ins1-Cre-Dsred小鼠。借助于报告基因小鼠TetO-H2B-GFP和ROSAmT/mG,我们证明新构建的转基因小鼠实现了胰岛β细胞特异性过表达或敲除目的基因,而且具有较高的基因过表达或敲除效率,同时不含有hGH微小基因,为将来研究调控胰岛β细胞功能的基因提供了有价值的研究工具。  MicroRNA是一组长约19~25个核苷酸的小分子非编码RNA,在基因表达调控中发挥重要作用。最新研究表明miRNA与胰岛素合成、分泌及β细胞的增殖凋亡密切相关。然而,目前仍然缺乏动物水平miRNA调控胰岛β细胞功能,调节机体代谢的系统性研究。结合课题组前期的研究工作,并利用新构建的转基因小鼠模型,深入探讨在妊娠期小鼠等成熟β细胞增殖模型中发现的特异性上调的miRNA: miR-221和miR-222对β细胞增殖和凋亡,胰岛素合成和分泌的调控机制。我们发现小鼠胰岛β细胞过表达miR-221和miR-222之后,通过下调靶基因p27和p57等,可以促进胰岛β细胞增殖,增加β细胞体积和mass。同时,miR-221和miR-222也会抑制胰岛β细胞胰岛素的合成与分泌,可能通过抑制结合于Ins1启动子的NFATC3的活性,下调Ins1的mRNA表达。因此,miR-221和miR-222在胰岛β细胞中,可能是一把双刃剑,通过靶向多种下游分子,调节β细胞增殖与胰岛素合成过程。因此,本研究发现miR-221和miR-222可以同时参与胰岛β细胞增殖和胰岛素合成分泌过程。不仅揭示了新的miRNA调控胰岛β细胞功能的重要机制,还将为诊断和治疗2型糖尿病提供新的途径和靶点。  其他一些参与的工作将在总结与讨论部分稍作描述。
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