Mitotic Checkpoint Regulators in Insulin Signaling
胰岛素信号传导中的有丝分裂检查点调节剂
基本信息
- 批准号:9980928
- 负责人:
- 金额:$ 29.97万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-21 至 2022-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AblationAddressAffectAllelesAneuploidyAnimalsBindingBiochemistryBiological AssayBlood GlucoseCell divisionCell membraneCellsCellular biologyChromosome SegregationClathrinClathrin AdaptorsCollectionComplexDevelopmentDiabetes MellitusDietDiseaseElementsEndocytosisEnsureExhibitsFluorescence Resonance Energy TransferGenomicsHumanIRS1 geneImmune checkpoint inhibitorIn VitroInsulinInsulin ReceptorInsulin ResistanceKnock-in MouseLeucineLinkMXD1 geneMapsMediatingMetabolicMetabolic DiseasesMetabolic syndromeMetabolismMitogen-Activated Protein KinasesMitosisMitoticMitotic CheckpointMolecular TargetMusMutateNon-Insulin-Dependent Diabetes MellitusObesityPathway interactionsPatientsPhenotypePhysiologicalPhysiologyProteinsPublishingRecombinant ProteinsRegulationResearchResistanceRoleSamplingSignal TransductionSyndromeTestingTimeTissuesanaphase-promoting complexdiabeticdiabetic patientenhancer-binding protein AP-2exosomeexperimental studyin vivoinhibitor/antagonistinsulin regulationinsulin signalingliver biopsymouse geneticsmutantnew therapeutic targetnon-diabeticnovelprematurepreventreceptor bindingreconstitutionrecruitsingle cell sequencingtranscriptome sequencing
项目摘要
Project Summary
Insulin signaling is critical for multiple facets of animal physiology. Its dysregulation causes insulin
resistance syndromes, such as type 2 diabetes. The spindle checkpoint ensures the fidelity of
chromosome segregation and guards against aneuploidy. The key spindle checkpoint proteins Mad2
and BubR1 can simultaneously bind to Cdc20, converting it from an anaphase promoting
complex/cyclosome (APC/C) activator to a subunit of an APC/C-inhibitory complex called the mitotic
checkpoint complex (MCC). During checkpoint inactivation, a critical inhibitor of Mad2, p31comet
promotes checkpoint inactivation and timely chromosome segregation. Recently, combining
approaches in mouse genetics, cell biology, biochemistry, and single-cell genomics, we have
discovered a critical role of the p31comet–Mad2–BubR1 module of mitotic regulators in insulin signaling
through regulating insulin receptor (IR) endocytosis. In the mouse, p31comet ablation diminishes IR at the
plasma membrane prior to insulin binding and causes defective insulin signaling in multiple tissues and
metabolic syndrome. Mechanistically, Mad2 directly binds to IR through a canonical Mad2-interacting
motif (MIM). IR-bound Mad2 facilitates BubR1-dependent recruitment of the clathrin adaptor AP2 to IR.
p31comet blocks Mad2-BubR1 association and prevents spontaneous IR endocytosis. Mad2 and BubR1
are also required for insulin-stimulated IR endocytosis. This unexpected link between mitotic regulators
and insulin signaling raises several outstanding questions that we wish to address in this proposal. In
Aim 1, we will further elucidate the mechanism and regulation of insulin-stimulated IR endocytosis. In
particular, we will determine how the newly discovered Mad2–BubR1 mechanism cooperates with
previously described mechanisms to mediate proper IR endocytosis. We will establish how these
mechanisms are regulated by insulin signaling. In Aim 2, we will test the intriguing hypothesis that
insulin signaling reciprocally regulates the spindle checkpoint. In preliminary results, we have created a
knock-in mouse (Insr4A/4A) with mutated IR alleles (4A) deficient for Mad2 binding. IR 4A cells have a
weakened spindle checkpoint. We will determine the mechanisms by which IR promotes spindle
checkpoint signaling through cellular and in vitro reconstitution experiments. In Aim 3, we will define the
physiological functions of the mutual regulation between IR and mitotic regulators by examining the
phenotypes of the Insr4A/4A mouse. We will test whether defective IR plasma membrane localization
contributes to type 2 diabetes by comparing IR localization in liver biopsies from non-diabetic and
diabetic patients. Collectively, the proposed research will further clarify the mechanism and function of
the unexpected link between mitotic regulators and insulin signaling, and may establish the Mad2–
BubR1–AP2 module as a novel therapeutic target for treating diabetes.
项目概要
胰岛素信号传导对于动物生理学的多个方面至关重要,其失调会导致胰岛素。
抵抗综合症,例如 2 型糖尿病。 纺锤体检查点确保了保真度。
染色体分离并防止非整倍体 关键纺锤体检查点蛋白 Mad2。
BubR1 可以同时与 Cdc20 结合,将其从后期促进
复合物/环体 (APC/C) 激活剂,作用于称为有丝分裂的 APC/C 抑制复合物的亚基
检查点复合物 (MCC) 在检查点失活过程中,Mad2 的关键抑制剂 p31comet。
最近,促进检查点失活和及时染色体分离。
小鼠遗传学、细胞生物学、生物化学和单细胞基因组学的方法,我们有
发现有丝分裂调节因子的 p31comet–Mad2–BubR1 模块在胰岛素信号传导中的关键作用
通过调节胰岛素受体 (IR) 内吞作用,在小鼠中,p31comet 消融可减少胰岛素受体 (IR) 的内吞作用。
胰岛素结合之前的质膜,导致多个组织中胰岛素信号传导缺陷,
从机制上讲,Mad2 通过典型的 Mad2 相互作用直接与 IR 结合。
基序 (MIM) 结合 IR 的 Mad2 促进 BubR1 依赖性网格蛋白接头 AP2 向 IR 的募集。
p31comet 阻断 Mad2-BubR1 结合并防止自发 IR 内吞作用。
胰岛素刺激的 IR 内吞作用也需要这种有丝分裂调节剂之间的意外联系。
胰岛素信号传导提出了我们希望在本提案中解决的几个悬而未决的问题。
目标1,我们将进一步阐明胰岛素刺激IR内吞作用的机制和调控。
特别是,我们将确定新发现的 Mad2-BubR1 机制如何与
先前描述的介导适当 IR 内吞作用的机制我们将确定这些机制如何。
在目标 2 中,我们将测试一个有趣的假设:
胰岛素信号相互调节纺锤体检查点 在初步结果中,我们创建了一个。
IR 4A 电池具有
我们将确定IR促进纺锤体的机制。
在目标 3 中,我们将通过细胞和体外重建实验来定义检查点信号传导。
通过检查IR和有丝分裂调节剂之间相互调节的生理功能
我们将测试 Insr4A/4A 小鼠的表型是否有缺陷的 IR 质膜定位。
通过比较非糖尿病和糖尿病肝活检中的 IR 定位,有助于 2 型糖尿病的发生
总的来说,拟议的研究将进一步阐明糖尿病患者的机制和功能。
有丝分裂调节因子和胰岛素信号之间意想不到的联系,并可能建立 Mad2-
BubR1–AP2 模块作为治疗糖尿病的新型治疗靶点。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mitotic regulators and the SHP2-MAPK pathway promote IR endocytosis and feedback regulation of insulin signaling.
有丝分裂调节因子和 SHP2-MAPK 通路促进 IR 内吞作用和胰岛素信号传导的反馈调节。
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- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:16.6
- 作者:Choi, Eunhee;Kikuchi, Sotaro;Gao, Haishan;Brodzik, Karolina;Nassour, Ibrahim;Yopp, Adam;Singal, Amit G;Zhu, Hao;Yu, Hongtao
- 通讯作者:Yu, Hongtao
TP53 promotes lineage commitment of human embryonic stem cells through ciliogenesis and sonic hedgehog signaling.
TP53 通过纤毛发生和音刺猬信号传导促进人类胚胎干细胞的谱系定型。
- DOI:
- 发表时间:2022-02-15
- 期刊:
- 影响因子:8.8
- 作者:Sivakumar, Sushama;Qi, Shutao;Cheng, Ningyan;Sathe, Adwait A;Kanchwala, Mohammed;Kumar, Ashwani;Evers, Bret M;Xing, Chao;Yu, Hongtao
- 通讯作者:Yu, Hongtao
STAG2 promotes the myelination transcriptional program in oligodendrocytes.
STAG2 促进少突胶质细胞中的髓鞘化转录程序。
- DOI:
- 发表时间:2022-08-12
- 期刊:
- 影响因子:7.7
- 作者:Cheng, Ningyan;Li, Guanchen;Kanchwala, Mohammed;Evers, Bret M;Xing, Chao;Yu, Hongtao
- 通讯作者:Yu, Hongtao
Spindle Checkpoint Regulators in Insulin Signaling.
胰岛素信号传导中的主轴检查点调节器。
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Choi, Eunhee;Yu, Hongtao
- 通讯作者:Yu, Hongtao
Insulin receptor endocytosis in the pathophysiology of insulin resistance.
胰岛素抵抗病理生理学中的胰岛素受体内吞作用。
- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:12.8
- 作者:Hall, Catherine;Yu, Hongtao;Choi, Eunhee
- 通讯作者:Choi, Eunhee
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