IKK2调控胰岛素分泌的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81770805
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0708.糖尿病
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Glucose-induced insulin secretion (GIIS) of pancreatic β cells is a cornerstone of glucose homeostasis. Its impairment is requisite for occurrence of diabetes. With a focused scientific effort in the last few decades, a central dogma of GIIS has been established: Glucose metabolism produces adenosine triphosphate (ATP) and opens ATP-sensitive K+ channels (KATP channels), resulting in depolarization of plasma membrane and activation of L-type voltage-dependent Ca2+ channels (VDCC), which leads to Ca2+ influx and subsequently promotes insulin exocytosis. Recent studies, particularly those related to actions of glucagon-like peptide-1 (GLP-1), suggested that additional mechanisms may also play an important role in GIIS. Consistent with this, our preliminary data revealed that inhibitor-kB kinase 2 (IKK2), a kinase essential for nuclear factor-kB (NF-kB) activation, was also essential for GIIS, as evidenced by impaired GIIS in IKK2-deficient mice and IKK2 inhibitor-treated Min6 cells. IKK2 up-regulates exocytosis in some cells through direct phosphorylation of synaptosomal-associated protein, 23kDa (SNAP23), and the latter is expressed in β cells. In agreement with the existence of this IKK2/SNAP23 pathway in β cells, our data showed that inhibition of IKK2 reduced SNAP23 phosphorylation and knockdown of SNAP23 decreased GIIS in Min6 cells, warranting further studies to confirm this novel mechanism of GIIS. Given the essential role of GIIS impairment in the development of diabetes, these data also warrant further studies to investigate the pathophysiological role of this novel mechanism of GIIS. Therefore, in the present study, we hypothesize that IKK2 mediates GIIS through phosphorylation of SNAP23 and thus is implicated in the development of diabetes, and pursue 2 discrete yet linked aims: 1) To confirm that IKK2/SNAP23 pathway mediates GIIS in pancreatic β cells; 2) To determine if IKK2/SNAP23-mediated GIIS is implicated in the development of diabetes.
胰岛β细胞的葡萄糖引起的胰岛素分泌反应(GIIS)异常是糖尿病发病的主要病理基础。研究显示该反应主要由钙信号介导,也受其它信号调控。但有关后者的具体性质目前却还不清楚。我们前期研究发现,敲除或抑制IKK2 (一个以介导炎症反应而为人熟知的激酶)显著降低小鼠糖耐量,却不影响全身的胰岛素敏感性,从而提示了一个可能是非钙依赖的GIIS调控新机制。我们进一步在β细胞系Min6的研究中发现,抑制NF-kB激活(IKK2最著名的下游通路,主要介导炎症反应)并不影响GIIS,而敲低IKK2的另一个底物SNAP23却显著降低GIIS,表明IKK2很可能通过磷酸化SNAP23来调控GIIS。因此,本项目拟运用多种技术手段确定IKK2/SNAP23通路是否调控GIIS,并利用高脂饮食引起的糖尿病小鼠模型探讨该新机制在糖尿病发病过程中具体作用。

结项摘要

胰岛β细胞的葡萄糖引起的胰岛素分泌反应(GIIS)异常是糖尿病发病的主要病理基础。研究显示该反应主要由钙信号介导,也受其它信号调控。但有关后者的具体性质目前却还不清楚。我们前期研究发现,敲除或抑制IKK2 (一个以介导炎症反应而为人熟知的激酶)可显著降低小鼠糖耐量,却不影响全身的胰岛素敏感性,从而提示了一个可能是非钙依赖的GIIS调控新机制。本项目拟运用多种技术手段确定IKK2/SNAP23通路是否调控GIIS,并利用多种组织特异性基因敲除小鼠模型探讨该新机制在糖尿病病程中的具体作用。.在本项目的执行期间,我们首先通过IKK2全身敲除、全身抑制及中枢IKK2抑制等体内动物模型,证实了IKK2/SNAP23信号通路可影响GIIS。此外,我们结合了体外MIN6细胞系,利用IKK2特异性抑制剂及定点突变等技术,明确了IKK2/SNAP23信号通路在GIIS中的作用。更重要的是,我们成功培育了肺上皮细胞IKK2特异性敲除和神经元IKK2特异性敲除小鼠模型,利用课题组已有的大气细颗粒物动物全身实时暴露染毒系统进行过滤空气或大气细颗粒物暴露,深入解析了IKK2/SNAP23信号通路在空气污染引发的糖代谢紊乱中的作用,初步阐明了其对糖尿病病程的影响。我们的初步结果显示上述研究具有潜在的临床及预防干预意义,为今后相关药物及干预新策略的提出打下了一定基础。

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)
Metabolomics analysis of a mouse model for chronic exposure to ambient PM2.5
慢性暴露于环境 PM2.5 的小鼠模型的代谢组学分析
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2019.01.118
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Environmental Pollution
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Xu Yanyi;Wang Wanjun;Zhou Ji;Chen Minjie;Huang Xingke;Zhu Yaning;Xie Xiaoyun;Li Weihua;Zhang Yuhao;Kan Haidong;Ying Zhekang
  • 通讯作者:
    Ying Zhekang
Prenatal exposure to diesel exhaust PM2.5 causes offspring β cell dysfunction in adulthood
产前接触柴油机尾气 PM2.5 导致后代成年期 β 细胞功能障碍
  • DOI:
    10.1152/ajpendo.00336.2017
  • 发表时间:
    2018-07-01
  • 期刊:
    AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-ENDOCRINOLOGY AND METABOLISM
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Chen, Minjie;Liang, Shuai;Ying, Zhekang
  • 通讯作者:
    Ying, Zhekang
Hypothalamic-pituitary-adrenal axis mediates ambient PM(2.5) exposure-induced pulmonary inflammation.
下丘脑-垂体-肾上腺轴介导环境 PM2.5 暴露引起的肺部炎症
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2020.111464
  • 发表时间:
    2021-01-15
  • 期刊:
    Ecotoxicology and environmental safety
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Pan B;Chen M;Zhang X;Liang S;Qin X;Qiu L;Cao Q;Peng R;Tao S;Li Z;Zhu Y;Kan H;Xu Y;Ying Z
  • 通讯作者:
    Ying Z
Exposure to different fractions of diesel exhaust PM2.5 induces different levels of pulmonary inflammation and acute phase response
暴露于不同组分的柴油机尾气 PM2.5 会诱发不同程度的肺部炎症和急性期反应
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2020.111871
  • 发表时间:
    2021-01-08
  • 期刊:
    ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Tao,Shimin;Xu,Yanyi;Ying,Zhekang
  • 通讯作者:
    Ying,Zhekang

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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