CCK1R通过激活自噬保护胰岛β细胞内质网应激损伤和凋亡的作用及机制

The cholecystokinin 1 (CCK1) receptor is a widely expressed G protein-coupled receptor (GPCR) which has been identified in gallbladder, pancreas and neuronal system. CCK1 receptors regulate smooth muscle contraction of gallbladder and pancreatic enzyme secretion. Recently, research revealed that CCK1 receptors deficient OLETF male rat developed type 2 diabetes and CCK1 receptors received a great deal of attention for its potential as a diabetes therapeutic target, while we know very little about how CCK1 receptors signaling maintains pancreatic β cell homeostasis. In view of the important role of autophagy in delaying progression from obesity to diabetes, we speculated that CCK1 receptors are likely to protect pancreatic β cell from endoplasmic reticulum stress (ER stress) induced injury and apoptosis through enhancing autophagy. In this proposal, we set out to use multiple approaches, including cell biology, molecular biology methods, together with C57BL6-ob/ob and β cell specific RIP-Cre+; Atg7 (autophagy-related 7) null-ob/ob mice models to study the molecular mechanism through which CCK1 receptors activation enhancing autophagy in pancreatic β cells and their important role in regulating normal pancreatic β cell functions. The project will not only illustrate how CCK1 receptors activation protects pancreatic β cell apoptosis in a setting of ER stress, but also supply drug targets for delaying progression to diabetes mellitus in obese patients and prevention and treatment for diabetes mellitus susceptible populations.

缩胆囊素1型受体 (CCK1R)是胃肠激素受体，主要参与调控胆囊收缩和胰液分泌等生理活动。近年来，CCK1R成为代谢综合征尤其是肥胖及糖尿病药物研发的重要靶蛋白。但是目前 CCK1R活化保护胰岛β细胞的生理作用及其分子机制研究较少，阻碍了相关药物的研发。鉴于β细胞自噬在延缓肥胖小鼠糖尿病进程中的重要作用，结合前期结果我们推测CCK1R可能是通过激活自噬来保护内质网应激诱导的β细胞损伤和凋亡从而代偿β细胞正常内分泌功能的。本项目将在前期工作基础上联合分子生物学、细胞生物学等手段和基因敲除动物模型，深入研究自噬在CCK1R活化保护胰岛β细胞内质网应激损伤和凋亡中的作用及其分子机制。本项目研究不仅可阐明内质网应激条件下CCK1R如何保护胰岛β细胞凋亡的，还能丰富β细胞自噬的GPCR调控网络，为延缓肥胖患者的糖尿病进程和糖尿病人群的早期防治提供靶向药物研发基础。

糖尿病是由胰岛素抵抗或（及）胰岛素分泌不足引起的的一组以慢性高血糖为主要特征的临床综合症。由于胰岛β细胞是对内质网应激高度敏感的组织细胞之一，而且肥胖、胰岛素抵抗等因素能大大加重内质网应激对β细胞功能的损害；研究表明胰岛不同细胞种类δ细胞和β细胞之间的相互作用失调也会导致机体葡萄糖稳态下降，并促进糖尿病的发展。自噬对于维持胰岛β细胞的数量、结构和功能发挥着重要作用，因此积极探索内质网应激条件下GPCR对胰岛β细胞自噬的分子调控机制并探寻δ细胞在葡萄糖稳态控制中功能对于保护肥胖小鼠胰岛B细胞内质网应激损伤和发展新的糖尿病疗法具有重要意义。.人缩胆囊素1型受体属于G蛋白偶联受体超家族A亚类，通常CCK-8s结合 CCK1R的N端以及细胞外环后引起受体的跨膜螺旋重排，CCK1 R与下游效应器相结合从而将信号传递到细胞内。生长抑素分泌细胞δ细胞主要分布在胰岛，脑，胃和肠中，研究表明胰岛不同细胞种类δ细胞和β细胞之间的相互作用失调也会导致葡萄糖稳态下降。 本课题研究明确了应激状态下CCK1R保护肥胖小鼠胰岛β细胞内质网应激损伤和凋亡的生理作用，探索肥胖小鼠早期维持β细胞正常内分泌功能的代偿机制；阐明了内质网应激条件下自噬在CCK-CCK1R信号途径维持胰岛β细胞稳态中的作用；同时揭示了CCK1R激活通过Gq/11-IP3-AMPK促进胰岛β细胞自噬的分子机制，为探索应激条件下胰岛β细胞自噬的调控机制提供理论依据。通过将Sst-cre转基因小鼠与R26DTA小鼠杂交的SstCre R26DTA小鼠表现出新生儿死亡，这些严重低血糖症的小鼠的寿命可以通过补充葡萄糖延长；分泌生长抑素的δ细胞缺乏会导致胰岛素合成过高和胰岛素释放过多。 .综上所述，本课题阐明了CCK-CCK1R通过激活胰岛β细胞自噬保护细胞内质网应激损伤和凋亡的作用及其分子机制，明确了新生小鼠中的SST细胞在控制胰岛素释放和维持胰岛正常功能中起的关键作用，对于探寻胰岛细胞之间的相互作用，延缓肥胖患者的糖尿病进程和糖尿病易感人群的早期防治具有广阔的应用前景。