PI4KⅡα调控胰岛β细胞功能和脂代谢的作用和机制研究

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糖尿病作为最常见的非传染性疾病之一(NCDs),在中国的发病率接近10%,死亡率高并逐年上升,严重危害人类健康。糖尿病病人的胰岛β细胞负担较大,多伴有β细胞的功能异常,因此,针对β细胞的研究对于该疾病的治疗更为关键。PI4KⅡα是磷脂酰肌醇-4-激酶,它亚型特异的功能主要体现在与顺式高尔基体相关的膜转运,囊泡转运,神经递质释放,内吞转运,早期内体的分选等方面,而这些过程都与分泌功能密切相关。作为一种分泌性疾病,糖尿病最核心的特征就是β细胞损伤导致胰岛素分泌能力的下降,同时前期工作也发现PI4KⅡα在缺氧中有升高,而糖尿病中缺氧也普遍存在。基于此,糖尿病作为一种伴随缺氧的分泌性疾病,其中PI4KⅡα的量的变化是值得研究的。我们发现KK鼠和db/db鼠模型中,PI4KⅡα的表达量是上升的。我们以此为基础,并取得了以下结果:  构建了PI4KⅡα转基因鼠,我们发现PI4KⅡα转基因鼠与对照鼠相比,血糖轻微升高,糖耐量差,糖刺激下胰岛素分泌能力受损,但是胰岛素耐量实验没有差异,从而排除了胰岛素敏感性的问题。PI4KⅡα转基因鼠的胰岛β细胞的量以及增殖凋亡情况并没有变化,说明PI4KⅡα不是通过影响胰岛β细胞的量来影响胰岛素分泌的。而在INS-1和MIN-6细胞水平,都显示PI4KⅡα过表达之后,糖刺激下胰岛素分泌的下降。同时,干扰PI4KⅡα则会使胰岛素的分泌增加。通过Bio-ID等方法的提示我们找到与胰岛素分泌密切相关的蛋白PKD,为了确定PKD和PI4KⅡα调控胰岛素分泌的导向关系,我们用了PKD的激动剂和抑制剂。我们发现,PKD的激动剂可以挽回PI4KⅡα带来的胰岛素分泌减少,而用PKD的抑制剂则可以消除干扰PI4KⅡα带来的胰岛素分泌增加,从而证明PI4KⅡα通过PKD影响胰岛β细胞的分泌功能。为了验证PI4KⅡα是重要靶点,我们构建了PI4KⅡα敲除鼠,并进行了表型鉴定。一方面,我们发现PI4KⅡα敲除鼠糖耐量较好,并且糖刺激下胰岛素分泌能力升高,确实影响了胰岛素分泌的功能;另一方面我们发现其在体重、组织重量方面都下降,并且磁共振成像上也发现PI4KⅡα敲除鼠的总体脂肪含量和内脏脂肪含量均减少。  从以上的研究,我们得出结论:我们发现了PI4KⅡα是一种对β细胞分泌能力有调控作用的蛋白,并发现其机制是通过与PKD相互作用并减低PKD的活性来实现的。并且,PI4KⅡα对脂代谢是有影响的。我们的工作发现了β细胞分泌调控的新机制,PI4KⅡα可能作为一种潜在的糖尿病的靶点,为治疗提供新的思路,同时,PI4KⅡα对脂代谢也有影响,有进一步研究其功能和作用的价值。
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