内质网蛋白激酶IRE1α在非洲爪蟾胰腺形成中的作用

未折叠蛋白反应（UPR）通过纠正蛋白质折叠状态，缓解内质网应激，维持细胞的正常功能。IRE1α作为调节UPR的中心环节，直接或通过XBP1参与分泌性细胞分化、凋亡等过程。IRE1α基因敲除导致动物在胚胎早期死亡，限制了对其功能的深入研究。申请者发现爪蟾IRE1α在胚胎发育中通过介导UPR反应，维持正常生长发育；爪蟾IRE1α高表达于胚胎发育中的胰腺；封闭该基因后，胰腺结构消失。以上研究结果提示，IRE1α影响胰腺形成，但具体机制不明。本课题利用爪蟾动物帽这一体外模型，通过过表达或封闭IRE1α，在体外验证其对胰腺分化形成的影响。然后阶段性过表达或抑制IRE1α，检测胰腺形态结构、胰腺分化标志性基因的表达和细胞凋亡，从正反两方面研究IRE1α是否在胚胎胰腺前体细胞阶段、内、外分泌胰腺形成阶段影响胰腺形成；结合补救实验，研究IRE1α是否通过XBP1发挥作用。

未折叠蛋白反应（UPR）通过纠正蛋白质折叠状态，缓解内质网应激，维持细胞的正常功能。IRE1α作为调节UPR 的中心环节，直接或通过XBP1 参与分泌性细胞分化、凋亡等过程。IRE1α基因敲除导致动物在胚胎早期死亡，提示其在胚胎发育中的重要作用。以往研究结果提示，IRE1α表达于非洲爪蟾早期胰芽，可能在爪蟾胰腺发育中发挥作用，但具体机制不明。本课题利用爪蟾动物帽，在体外验证IRE1α对胰腺分化形成的影响。然后在胚胎中过表达或抑制IRE1α，从正反两方面研究IRE1α是否在影响胰腺形成；结合补救实验，研究IRE1α是否通过XBP1 发挥作用。本课题组首先克隆了非洲爪蟾IRE1α（xIRE1α）全长序列；在爪蟾胚胎早期发育中，IRE1α 不影响早期胚层形成，通过XBP1介导UPR 反应，封闭IRE1α/XBP1可以逆转衣霉素（TM）导致的胚胎发育畸形，维持胚胎正常生长发育。爪蟾IRE1α高表达于胚胎发育中的胰腺；过表达IRE1α对肠道及胰腺发育无影响，但利用IRE1αMO或IRE1α突变体封闭该基因后，肠道结构异常，胰腺发育相关的关键基因受到明显抑制，胃及肝脏发育未受明显影响。在动物帽中，封闭IRE1α抑制了胰腺的体外诱导分化。结合XBP1的敲降及芯片筛查显示，IRE1α部分通过XBP1途经发挥作用。以上结果将对胰腺相关疾病如糖尿病、胰腺癌等的发生机理的研究起到重要的提示作用。