内脏脂肪组织FOXC2基因表达调控与脂肪分化和胰岛素抵抗的关系及机制

The correlation about fat factor FOXC2 gene expression and polymorphism and blood lipid and blood glucose suggested the role of the gene in glucolipid metabolism. At present the results of the study were not found that the relationship and mechanism between FOXC2 protein expression in visceral adipose tissue of diabetes and insulin resistance and the abnormal lipid metabolism. Our preliminary results suggest there was significantly related between visceral fat FOXC2 protein expression different in type 2 diabetes and the C – 512T polymorphism and insulin resistance. The mechanism of FOXC2 gene related to the differentiation of fat and insulin resistance remains to be discussed. We will further by FOXC2 promoter region 512 t and C 3 t3l1 transfection fat precursor cells, detection of promoter activity; Build FOXC2 transcription factors and silent expression vector and testing the ability of cells to differentiate into fat cells and insulin resistance gene expression. We use q - PCR, Western blot, vector transfection, RNA interference and gene knockout technology, through the molecules, cells and experimental animals, we would find that the relationship and mechanism between visceral fat FOXC2 expression and adipocyte differentiation and insulin resistance.That could provide theoretical and experimental basis to the pathogenesis of type 2 diabetes and insulin resistance.

脂肪因子FOXC2基因表达及多态性与血脂及血糖的相关性提示此基因在脂糖代谢中的作用。目前研究结果并未涉及糖尿病内脏脂肪组织中FOXC2蛋白表达与胰岛素抵抗及脂代谢异常的关系和机制。我们的预实验结果提示2型糖尿病内脏脂FOXC2蛋白表达差异与C-512T多态性和胰岛素抵抗明显相关。FOXC2基因是通过什么途径与脂肪分化及胰岛素抵抗相关，其作用机制有待探讨。我们将进一步通过将FOXC2启动子区512T和C转染脂肪前体细胞3T3L1，检测对启动子活性的影响；构建FOXC2转录因子过表达及沉默载体并检测细胞分化为脂肪细胞的能力及胰岛素抵抗基因表达情况。采用q-PCR、Western-blot、载体转染、RNA干扰和基因敲除技术等手段，从分子、细胞和动物验证三个层次的实验，明确内脏脂肪FOXC2的表达与脂肪细胞分化及胰岛素抵抗的关系和机制，为2型糖尿病和胰岛素抵抗的发病机制和治疗提供理论和实验依据。

内脏脂肪是导致胰岛素抵抗和2型糖尿病的重要因素。FOXC2与胰岛素抵抗和脂代谢异常相关。内脏脂肪中FOXC2在脂肪细胞分化及胰岛素抵抗中的调控作用值得探讨，以明确其在脂肪分化、胰岛素抵抗和2型糖尿病中的作用。本项目研究中国人群中C-512T多态性是否对FOXC2基因蛋白的表达有影响，以及这种影响对糖代谢和脂代谢的作用机制。利用western-blot、双荧光素酶报告、质粒和载体构建等技术研究2型糖尿病和非糖尿病人群内脏脂肪组织中FOXC2表达状况，脂肪干细胞分化过程中FOXC2的调控作用、胰岛素和FOXC2对胰岛素抵抗相关的因子（PPARγ、UCP-1、PAI-1和GLUT4）的表达调控，并通过动物模型验证。结果显示：2型糖尿病患者腹部内脏脂肪组织中FOXC2蛋白的表达水平较非糖尿病人群明显下降（P<0.01），胰岛素抵抗指数HOMA2-IR明显增高（P<0.001)；FOXC2 TT基因型其HOMA2-IR指数明显低于CC和CT人群（P<0.05）。胰岛素能够有效诱导分化条件下脂肪间充质干细胞中FOXC2 蛋白的表达；胰岛素还能显著诱导Foxc2-pro-512T启动子活性。FOXC2可抑制脂肪间充质干细胞的脂肪分化，减少脂肪细胞数量，从而可能改善肥胖和胰岛素抵抗情况。胰岛素和FOXC2都可以上调GLUT4的水平，FOXC2对胰岛素诱导的脂肪分化中UCP-1的表达有协同作用，FOXC2拮抗胰岛素抵抗的作用与增加GLUT4和UCP-1的表达水平有相关性。在脂肪分化过程中，FOXC2可以一定程度拮抗胰岛素诱导的PAI-1的蛋白表达，这可能和FOXC2拮抗胰岛素抵抗的作用相关。而在脂肪间充质干细胞的脂肪分化过程中，FOXC2并对PPARγ的表达没有产生明显的影响。动物实验提示脂肪组织中FOXC2基因调控脂肪代谢和FOXC2的表达下调与脂质代谢紊乱相关。FOXC2在2型糖尿病和胰岛素抵抗发生机制中及脂肪细胞分化中都有重要的调控作用。