SUMO化对I型糖尿病β细胞凋亡和功能损伤的调控及机制研究

申报者于2004年首次报道SUMO化异常与I型糖尿病（T1D）遗传易感性关连，但SUMO化如何参与T1D病理机制尚不清楚。申报者前期研究揭示，SUMO化抑制β细胞因自身免疫反应诱发的氧化应激, 调控炎性因子诱导的β细胞凋亡和功能损伤（丧失胰岛素分泌功能）。申报者拟以此为依据，在建立诱导性β细胞SUMO化功能丧失或β细胞特异性SUMO化功能增强小鼠模型的基础上，在NOD小鼠进一步研究SUMO化对β细胞在自身免疫攻击下功能的调节，重点研究SUMO化对β细胞胰岛素分泌功能、抵抗氧化应激能力、抗凋亡诱导能力以及受损β细胞功能恢复逆转T1D能力的调控作用；探究细胞内发挥重要调控作用的SUMO化靶基因和修饰靶点；解析SUMO化调控β细胞凋亡／损伤和胰岛素分泌的分子机制；初步探讨SUMO化调控自身免疫细胞功能对T1D发生发展的影响；为深入阐明T1D病理机制、更有效地防治T1D提供新的策略和理论依据。

申报者于2004 年首次报道SUMO 化异常与1 型糖尿病（T1DM）遗传易感性相关，并揭示SUMO 化抑制β细胞因自身免疫反应诱发的氧化应激, 调控炎性因子诱导的β细胞凋亡和功能损伤。在本项目研究中，我们建立了胰岛β细胞、CD4 T细胞、调节性T细胞（Treg）、DC细胞及髓系细胞特异性敲除UBC9基因的小鼠模型，分别研究在这些特定细胞类型中，SUMO化功能在1 型糖尿病发展过程中的功能研究，结果显示：①在成年小鼠中诱导胰岛β细胞特异性敲除Ubc9使小鼠对STZ诱导更敏感，无诱导情况下在第8-10周可直接引发I型糖尿病，其机制是SUMO化缺失，使Nrf2、AKT等转录因子的功能转位异常，从而导致β细胞ROS堆积而诱导氧化应激，引发由Caspase 3介导的β细胞凋亡；②在Treg或CD4 T细胞中特异性敲除Ubc9，小鼠于10-12周罹患全身性自身免疫性疾病，FoxP3特异性敲除Ubc9可使Treg细胞分化受阻，CD4 T细胞活化，Th1与TH17细胞因子表达增加，其机制可能与PDK2等信号通路失调有关。③在髓系细胞特异性敲除Ubc9基因小鼠中，引起天然免疫异常的细胞主要为MΦ, SUMO化在MΦ的分化发育中发挥重要功能；盲肠结扎穿刺后24小时及48小时 DC与巨噬细胞均被活化，但DC细胞在Ubc9敲除小鼠与野生型小鼠间没有明显差异，巨噬细胞在敲除24小时后Ubc9 KO小鼠的活化程度已经较野生型高，在48小时达到显著性差异，而在自身免疫性肠炎模型中并不影响其数量，但能显著保护小鼠抵抗DDS诱导的自身免疫性肠炎，其机制可能与SUMO化可DC与巨噬细胞的清除功能有关。