肌动蛋白结合蛋白（Actin bundling protein,Fascin）,是一种细胞骨架蛋白,可与丝状肌动蛋白（F-actin）结合。Fascin在发育过程中表达受到时间和空间上的限制。Fascin蛋白在正常细胞中低表达,在癌症细胞中高表达。Fascin对丝状伪足的稳定和组装至关重要。丝状伪足参与细胞定向迁移、细胞粘附、神经突延伸和细胞间信息交流等重要生命活动。Fascin在肿瘤的侵袭和转移中起到关键作用,Fascin可以作为恶性肿瘤治疗的一个潜在药物靶点。但Fascin在正常组织和哺乳动物体内的作用及机制研究甚少。本研究前期实验发现,Fascin可以调控线粒体功能,但其内在机制尚未被阐明。本研究发现Fascin缺失,小鼠存活率会降低,进一步研究发现Fascin缺失影响了糖异生的发生。为了深入研究Fascin在正常组织发育中的功能及机制,本研究通过CRISPR/Cas9技术构建小鼠Fascin敲除模型。利用CRISPR/Cas9、RNAi和点突变技术构建病毒载体、包装慢病毒,筛选3T3细胞Fascin敲除、敲降和过表达稳定细胞系。通过荧光定量PCR技术检测细胞内m RNA变化。通过蛋白印迹技术检测蛋白变化。通过电镜观察线粒体形态变化,线粒体呼吸仪检测线粒体耗氧率变化。通过京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）网站分析腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase,AMPK）信号网络代谢调控通路。实验所获主要结果如下:1.通过CRISPR/Cas9技术构建小鼠Fascin敲除模型,对小鼠敲除进行鉴定,发现Fascin基因组DNA缺失583 bp,m RNA缺失279 bp,蛋白印迹检测Fascin在组织中不表达。本研究获得了Fascin基因完全缺失小鼠。2.Fascin缺失小鼠在腹部、脚趾和尾部出现白斑,肝脏和肾脏组织颜色泛黄,在哺乳期期间新生幼鼠出现死亡率增加、小鼠体重减轻等现象。Fascin是小鼠哺乳期存活和发育所必需的蛋白。3.小鼠Fascin敲除后肝脏线粒体内嵴膨大,线粒体氧化磷酸化水平降低,电子传递链复合体组装受阻。Fascin敲除降低了线粒体的功能。4.在小鼠和细胞中Fascin敲除后AMPK磷酸化水平升高。Fascin缺失可能破坏了能量代谢的稳态。5.KEGG网站分析,AMPK激活会抑制肝细胞核因子4α（Hepatocyte nuclear factor 4alpha,HNF4α）转录因子被磷酸化,HNF4α磷酸化水平降低会抑制糖异生关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶（Phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK）转录降低,最终抑制糖异生的发生。AMPK激活剂AICAR处理3T3细胞,PEPCK的蛋白表达量降低。AMPK抑制剂Dorsomorphin处理3T3细胞,PEPCK的蛋白表达量增加。AMPK磷酸化水平会调控糖异生的发生。6.在小鼠组织中,除了脑组织外,其他组织随着年龄的增加Fascin蛋白在组织中表达量逐渐减少。在肝脏中Fascin低表达时,PEPCK的表达也降低。7.丙酮酸钠处理3T3细胞后,PEPCK的蛋白表达量增加,将3T3细胞敲除、敲降Fascin后,PEPCK蛋白表达受到抑制。糖异生另外两个关键酶己糖激酶（Glucose-6-phosphatase,G6P）和磷酸果糖激酶（Fructose-1,6-bisphosphatase,FBP）表达量在对照和Fascin缺失细胞中基本不变。Fascin缺失特异性降低了PEPCK的表达,影响了糖异生的发生。丙酮酸钠饥饿处理3T3细胞,Fascin在m RNA水平升高。饥饿处理小鼠,Fascin在蛋白水平表达也增加。糖异生的发生依赖于Fascin的表达。8.敲降HNF4α基因,PEPCK表达量降低。转录因子HNF4α可能调控糖异生关键酶的表达。Fascin在促进癌症细胞侵袭性转移中的作用机制已经被广泛研究,但Fascin调控线粒体功能来影响糖异生的作用还未被报道。Fascin缺失会造成小鼠围产期死亡,这可能是因为Fascin缺失影响了线粒体功能,激活了AMPK,降低转录因子HNF4α磷酸化水平,降低糖异生关键酶PEPCK转录,最终导致糖异生发生受阻。研究Fascin介导线粒体功能调控糖异生发生的机制,阐明Fascin在糖异生中的作用,有利于为婴儿围产期死亡提供新的治疗手段,Fascin基因也可以作为产前诊断的指标之一。