t-SNARE蛋白和SM蛋白对胰岛素诱导的GLUT4转运的调控机制研究

葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)在胰岛素的刺激下转运上膜是血糖调控过程中的一个关键步骤。其转运过程失常可能与II型糖尿病相关。在真核细胞中，囊泡的转运由SNARE蛋白调控，但SNARE蛋白如何调控GLUT4转运上膜的分子机制还没有阐明清楚。其主要原因在于脂肪和肌肉细胞中存在大量SNARE蛋白亚型。前期工作通过使用全内反射荧光成像技术，揭示了在脂肪细胞中，v-SNARE在GLUT4囊泡的锚定过程中起非常重要的作用，三种v-SNARE亚型之间存在功能上的代偿。本申请将应用神经毒素和shRNA大量切除和干扰各种t-SNARE及SM蛋白，结合活体荧光显微成像，免疫荧光成像和生物化学等技术，研究t-SNARE和SM蛋白的相互作用机制及其对胰岛素刺激的GLUT4转运上膜的调控机理。本项目所建立的系统的研究方法，将实现对胰岛素响应的GLUT4转运的分子机制的进一步阐明和靶定于这个通路下的药物筛选。

动物脂肪和肌肉组织中胰岛素依赖的葡萄糖的摄取是通过受调控的GLUT4储存囊泡的运输转运到质膜上来实现的. Sec1p的同源物Munc18c被认为是通过控制SNARE复合物的装配来使GLUT4囊泡锚定的重要物质. 我们发现Munc18c的缺失不会影响GLUT4的上膜，Munc18c的存在与否也不会影响到Syntaxin4在细胞膜上的定位. 在缺少Munc18c和功能性Syntaxin2的时候，GLUT4的转运则认为是和Munc18b有关的. 在3T3-L1脂肪细胞中证实了与Syntaxin4具有强烈相互作用的是Munc18c而不是Munc18a和Munc18b. 然而，当缺少Munc18c的时候，Munc18a和Munc18b与Syntaxin4则体现出较弱的相互作用. 以上数据表明，Syntaxin4可能在胰岛素刺激GLUT4转运过程中起到重要的作用，且与SM蛋白的相互作用是可以相互代偿的