TCF7L2调控胰岛素基因转录的机制研究

转录因子7类似物2（TCF7L2）与2型糖尿病的发病密切相关，该基因的变异体与胰岛素分泌受损有关，然而TCF7L2如何调节胰岛β细胞分泌胰岛素的机制尚不清楚。本课题组前期使用siRNA干扰小鼠胰岛β细胞株MIN6细胞TCF7L2表达，发现胰岛素基因表达下降。同时，进一步应用染色质免疫共沉淀测序（ChIP-seq）技术检测TCF7L2在MIN6细胞全基因组结合位点，发现TCF7L2主要结合在基因的启动子，对基因的转录起促进作用，而且在胰岛素基因INS2的启动子区有大量TCF7L2结合信号。因此我们推测TCF7L2可能直接调控胰岛素基因转录。因此本项目在前期研究基础上应用细胞转染、RNA干扰、ChIP、荧光报告基因等分子生物学技术，在细胞和分子水平，明确TCF7L2调控胰岛素基因转录的具体机制，同时探讨两者相互作用的调控因素，为阐明TCF7L2在糖尿病中发病中的作用机制提供新的线索和思路。

糖尿病是一种代谢性疾病，是遗传与环境因素共同作用的结果。本课题重点研究TCF7L2基因调控胰岛素基因的分子机制。在小鼠β细胞系Min6中进行TCF7L2的ChIP-Seq实验，通过生物信息学分析结果显示（1）TCF7L2主要结合在基因的启动子区；（2）其靶基因主要富集在胰岛素信号通路、细胞周期，直结肠癌等重要通路；（3）在胰岛素基因Ins1和Ins2附近有TCF7L2结合信号，提示TCF7L2可能调控Ins1和Ins2的表达；（4）放免法检测显示，干扰TCF7L2表达后，细胞分泌胰岛素水平下降。此外，我们还进行了H3K27ac和H3K4me1的ChIP-Seq实验，H3K27ac和H3K4me1是增强子的标志。重叠分析显示TCF7L2与增强子相关，（6）TCF7L2与增强子共同靶向的基因仍然富集在胰岛素相关的代谢通路。我们的研究结果显示TCF7L2调控胰岛素基因，进而调节胰岛素分泌，为阐明糖尿病发病提供新机制。