V型ATP酶H亚基在糖尿病性骨质疏松症中作用的研究

Vacuolar ATPase（V-ATPase）is widely expressed in the membranes of lysosome, golgi apparatus, secretory vesicles and some particular cells such as osteoclast, renal proximal tubule cell, intercalated cell, and so on. Our previous studies firstly demonstrated the function of ATP6V1H in bone loss. Furthermore, according to some previous reports and our pretest studies, we speculated that ATP6V1H might be related to diabetes mellitus. However, the relationship between the effect of glucose metabolism and bone metabolism is still unknown. This project is based on our previous studies of ATP6V1H knockout mice, and investigated 1: the molecular mechanism of ATP6V1H affecting the secretion of insulin; 2: the molecular mechanism of ATP6V1H affecting insulin signaling pathway in osteoblast and osteoclast. Our research might contribute to explain the role of ATP6V1H in bone metabolism and glucose metabolism, and provide a guide for the prevention, diagnosis and treatment of diabetic osteoporosis.

囊泡型ATP酶（V-ATPase）广泛分布于细胞溶酶体、高尔基体膜上，并在部分特殊细胞（如破骨细胞、肾近曲小管细胞、闰细胞等）的细胞膜上有特异性表达。课题组前期研究首次报道了V-ATP酶V1H亚基（ATP6V1H）参与骨质流失的发生，并且通过查阅文献与前瞻性研究发现，ATP6V1H有可能参与糖尿病的发生发展过程。但ATP6V1H是否同时参与糖代谢和骨代谢、两者之间有无内在联系尚不知晓。本项目将在课题组前期建立的Atp6v1h基因敲除小鼠的研究基础之上，通过建立糖尿病动物模型以及体外和体外实验，深入探索ATP6V1H如何影响胰岛素的分泌，是否通过胰岛素信号通路影响破骨细胞和成骨细胞的生物学活动和骨代谢。通过本项目的研究，有望揭示ATP6V1H参与糖代谢和骨代谢调控的内在联系，为未来糖尿病和骨质疏松症的预防、诊断和治疗提供理论依据。

本项目基本按照项目计划书执行，主要以实验动物和细胞为模型研究了V型质子泵H亚基（ATP6V1H）与胰岛素分泌的关系，并探索该基因缺陷与糖尿病性骨质疏松症的相关性。经过三年的探索，我们发现Atp6v1h+/-小鼠在高脂饮食喂养下空腹血糖明显升高，糖耐量显著受损，具有较明显的糖尿病特征，表明ATP6V1H可能是肥胖相关的2型糖尿病的易感基因。进一步分析机制，我们在动物和细胞水平证实ATP6V1H对胰岛分泌的影响是通过调控内质网应激与细胞自噬来实现的,且ATP6V1H的转录可变剪接参与了这一过程。.我们也进一步探索了ATP6V1H与糖尿病性骨质疏松症的相关性。我们发现在正常饮食喂养条件下骨体积分数较野生型较低，然而意外的是，在高脂饮食喂养条件下，Atp6v1h+/-小鼠出现了糖尿病表型，但骨密度与野生型小鼠没有显著差异。我们针对该现象展开分析，初步发现该现象的原因可能是Atp6v1h+/-小鼠破骨细胞的胰岛素敏感性出现大幅下降所致，其具体机制仍需进一步探索。.综上所述，本项目首次发现ATP6V1H与肥胖相关的2型糖尿病的相关性，并对分子机制进行了探索，对2型糖尿病的易感基因研究具有重要的参考价值。此外，我们的结果也表明糖尿病性骨质疏松症不仅是糖尿病的继发症状，其发生发展受到多种基因的影响，其中包括ATP6V1H。