转录因子AP-2β在2型糖尿病发生中的作用

胰岛素抵抗和胰岛素分泌缺陷是2型糖尿病发生的中心环节。最近发现，转录因子AP-2β在脂肪和胰岛细胞中均有表达，并参与调控多种脂肪因子的合成与分泌，下调胰岛素受体底物-1的水平；抑制胰岛素分泌。流行病学调查显示，AP-2β基因多态性与2型糖尿病发病相关。这些结果提示AP-2β可能在2型糖尿病的发病机制中扮演重要角色。然而，既往的研究只停留在细胞水平，有必要构建合适的动物模型进行整体论证。本项目拟构建在脂肪组织特异过表达AP-2β基因的转基因小鼠，并利用此小鼠模型深入、系统地评价AP-2β基因对脂肪内分泌、胰岛素抵抗的影响，并用基因芯片筛选脂肪细胞中AP-2β靶基因，探讨AP-2β诱发糖尿病的分子机制，为寻求新的2型糖尿病的防治靶点打下基础。

我们将人的AP-2β基因的编码区序列连接到脂肪细胞特异表达的aP2（脂肪酸结合蛋白2）启动子下游，并将构建的转基因片段显微注射FVB小鼠受精卵，期望得到在脂肪细胞中特异表达AP-2β的转基因小鼠。但是，在获得的转基因后代中，有PCR检测阳性的小鼠，但Western blot检测没有发现外源的AP-2β基因在脂肪组织中的表达。因此，我们用小鼠前脂肪细胞系3T3-L1研究AP-2β对脂肪细胞分化和胰岛素抵抗等的影响。我们在3T3-L1细胞中分别过表达AP-2α和AP-2β，然后用基因表达谱芯片检测基因表达差异。对这些差异表达基因进行基因注释分析，发现AP-2α和AP-2β的靶基因主要为脂类激酶和脂类运输相关基因。其中，CD36是脂肪酸转运体，介导细胞对脂肪酸的摄取。据文献报道，高浓度CD36与胰岛素抵抗、糖尿病和动脉粥样硬化的发病密切相关。我们发现CD36启动子区含有AP-2结合位点，AP-2β过表达增强CD36基因表达和脂肪细胞中脂滴沉积；而干扰AP-2β后，脂肪细胞中脂滴沉积明显减少。我们还发现AP-2β参与Wnt信号通路和p53信号通路的调控。AP-2β与β-catenin相互作用，促进β-catenin蛋白的降解；AP-2β和p53相互作用则增强p53蛋白的稳定性。另外，我们在前脂肪细胞3T3-L1中用AP-2α单抗分离AP-2α蛋白复合物，然后使用质谱鉴定AP-2α蛋白复合物中的成分，发现RNF20等蛋白与AP-2α相互作用。已有文献报道AP-2α通过抑制C/EBPα基因的转录参与脂肪细胞成熟的调控。我们发现RNF20通过抑制AP-2α使得C/EBPα表达量上升。前人的研究表明AP-2β参与调控多种脂肪因子的合成与分泌，导致脂滴沉积和胰岛素抵抗。本项目的研究表明，AP-2β既可以直接调控脂类激酶和脂类运输相关基因的转录，同时还可能通过调控Wnt信号通路和p53信号通路间接地发挥功能。本项目的研究结果将有助于最终阐明AP-2β诱发胰岛素抵抗的分子机制。