PPRC1(PGC-1-Related Coactivator)是PGC-1家族成员,在线粒体呼吸链功能维持和细胞生长调节中发挥重要作用,遗传分析结果提示,PPRC1与2型糖尿病具有一定的相关性。为明确PPRC1基因在糖脂代谢途径中的作用,我们建立了全身性PPRC1基因敲除小鼠,其纯合子小鼠是致死的,但是杂合子小鼠表型为胰岛素抵抗。本次申请课题构建条件性敲除小鼠,借助全身性和肝脏特异性PPRC1基因敲除的两个小鼠模型,通过分子生物学的研究手段分析PPRC1基因在肝脏糖脂代谢途径中的靶标效应分子,寻找上游调控分子以及其与PPRC1之间的相互作用关系,以期最终揭示该基因在疾病发生中的具体机制。同时本课题组拟计划在已建立的大规模人群中检验PPRC1基因多态性与2型糖尿病发生的遗传关联性,并通过这些研究期望能够为预防和治疗2型糖尿病提供基础研究方面的依据。
pprc1;gene knockout;heigh fat diet;diabetes;
PGC-1家族成员通过调节线粒体功能,影响能量代谢过程,参与了糖尿病等人类重要疾病的发生。本课题运用基因工程手段,构建了PPRC1基因全身敲除的小鼠模型,发现PPRC1基因缺失导致胚鼠死亡,与该家族的其它成员基因敲除小鼠的表型具有较大区别。在重点分析了胚胎期PRC1-/- KO小鼠死亡原因后,我们进一步观察了PRRC1+/-杂合子小鼠在正常饮食和高脂饮食诱导下的糖脂代谢等相关变化。研究发现PRRC1+/-杂合子小鼠在正常饮食条件下各器官组织PPRC1基因表达无差异,而高脂刺激下PRRC1+/-杂合子小鼠肌肉(腓肠肌)组织较野生小鼠PPRC1表达明显下降,同时表现出的体重增加较野生小鼠明显减少,脂肪组织重量变化小,脂肪体重百分比下降和肌肉体重百分比增加。结合模型动物的代谢笼表型、各组织器官的组织形态变化,包括脂质代谢相关基因和同家族其它基因在各组织的mRNA表达水平改变,提示肌肉组织的pprc1表达下降与脂肪组织PGC-1家族其他成员的代偿性表达上调共同参与了PRRC1+/-杂合子小鼠对高脂刺激的抵抗,表明PPRC1在个体水平参与糖脂代谢。为研究PPRC 1是否与炎症反应、氧化应激相关,我们用LPS制造出一个急性的内毒素血症模型,观察在野生型和杂合子PPRC1+/-两种不同的遗传背景下对LPS热休克的反应。结果发现LPS注射后雌、雄杂合子小鼠的致死率明显高于野生型,LPS处理后PPRC1+/-小鼠血糖波动的幅度和速度均超过野生型,此外LPS处理3小时后,杂合子小鼠肝脏和脾脏的PPRC1的表达量都明显低于野生型,提示PPRC+/-小鼠对LPS刺激的抵抗存在缺陷,PPRC1基因为LPS相关氧化应激作用的保护因素。鉴于以上结果提示PPRC1发挥与固有免疫相关作用,我们针对与免疫相关的1型糖尿病人的外周血单个核细胞进行了microRNA表达谱分析,期望筛选与PGC1基因家族相关的microRNA表达变化。结果发现初发1型糖尿病人外周血单个核细胞较正常对照有26个表达显著改变的microRNA。其中miR-146a和miR-146b-5p改变最为明显,表达量较正常对照分别下降48%和26%。同时,miR-146a在高滴度GADA的T1D患者CD4+T 细胞中表达明显下调。