miR-320a介导的胰岛素抵抗在糖尿病中的作用及机制

Insulin resistance is one of the pathophysiological basis leading to diabetes, but the underlying mechanisms are not yet fully understood. miRNAs are a class of newly discovered regulatory non-coding RNA, participate in a variety of important biological process. Our previous researches showed that miR-320a play important roles in cell proliferation, apoptosis, inflammation and lipid metabolism, which are associated with insulin resistance relevant pathophysiological processes. We hypothesized that miR-320a involve in various key regulations of insulin resistance. In the previous study, we used the microarray to screen out the diabetes related specific circulating miRNA expression profiles, and then validated it in a second cohort. Moreover, we bred miR-320a transgenic mice and knockout mice. In this project, we will use classic animal models of insulin resistance to study the overall effects of miR-320a. Finally, bioinformatics methods and classical molecular biology methods were adopted to predict and identify the downstream molecular signaling targets of miR-320a. This project will provide important theoretical and experimental basis for miRNA targeted therapy for prevention and treatment of insulin resistance and diabetes.

胰岛素抵抗是引起糖尿病的病理生理基础之一，但其具体机制尚未完全阐明。microRNAs是一类新发现的在多种生物学进程中具有重要调控作用的非编码RNA。我们的前期研究表明，miR-320a在细胞增殖、凋亡、炎症和糖脂代谢等多种与胰岛素抵抗密切相关的病理生理过程中发挥重要作用，我们推测miR-320a极有可能在糖尿病胰岛素抵抗中发挥重要作用。在前期研究中，我们采用芯片技术筛选出糖尿病相关的miRNA 特异性表达谱，并已自主构建和繁殖miR-320a转基因小鼠和基因敲除小鼠。本项目中，我们将在经典的胰岛素抵抗动物模型中研究miR-320a的体内整体效应；并通过生物信息学方法和经典的分子生物学方法确定miR-320a的下游分子信号通路，为糖尿病胰岛素抵抗的防治和针对miRNA的靶向治疗研究提供重要的的理论依据和实验基础。

胰岛素抵抗是引起糖尿病的病理生理基础之一，但其具体机制尚未完全阐明。microRNAs是一类新发现的在多种生物学进程中具有重要调控作用的非编码RNA。我们的前期研究表明，miR-320a在细胞增殖、凋亡、炎症和糖脂代谢等多种与胰岛素抵抗密切相关的病理生理过程中发挥重要作用，我们推测miR-320a极有可能在糖尿病胰岛素抵抗中发挥重要作用。在前期研究中，我们采用芯片技术筛选出糖尿病相关的miRNA 特异性表达谱，并已自主构建和繁殖miR-320a转基因小鼠和基因敲除小鼠。本项目中，我们发现糖尿病患者外周血miR-320a表达水平增高，且与血糖水平正相关，是良好的糖尿病生物学诊断标志物。与正常对照相比，miR-320a转基因小鼠高脂饲养后体重增加，出现糖脂代谢紊乱、心肌肥厚、心功能下降的表型。继而，我们采用miRNAs芯片检测糖尿病合并心衰患者的心脏与无糖尿病的心衰患者的心脏中的miRNAs差异性表达谱。结果表明：与正常心脏相比，糖尿病合并心衰患者心脏中的miR-320含量明显增加，而无糖尿病的心衰患者心脏中的miR-320含量不变。进一步real-time PCR结果显示，两种糖尿病心肌病模型鼠的心脏中miR-320含量均增加，且miR-320在模型鼠的心肌细胞中表达增加，而非心肌细胞中含量不变。我们利用重组腺相关病毒载体将miR-320通过尾静脉注射表达于糖尿病db/db小鼠体内，监测小鼠血糖体重；利用心脏彩超以及美国 Millar 公司导管系统检测心功能以及血流动力学情况，以研究miR-320对糖尿病心肌病心功能的影响。动物实验表明腺相关病毒介导的miR-320对血糖和体重无影响，却显著恶化了糖尿病心肌病的心功能，加重了心肌肥厚与凋亡；而miR-320 抑制剂则明显改善了心功能。在机制研究中，原位杂交结果表明miR-320定位于细胞核内，通过与CD36基因的启动子结合，促进CD36的转录。CD36可以将细胞外脂肪酸转运入细胞，增加脂毒性，引起细胞凋亡。进一步实验表明，miR-320的促凋亡作用可被si-CD36逆转；而miR-320 inhibiotr的保护作用可被CD36的高表达所抵消。这些结果表明，miR-320对糖尿病心脏功能损伤的作用是通过CD36介导的。