分子医学研究所通过猴遗传学研究揭示代谢疾病新基因

近日,分子医学研究所张秀琴、李川昀、肖瑞平课题组联合攻关,通过猴遗传学研究成功揭示PRKD2基因是高胰岛素血症的致病基因。此项研究成果在Nature
Communications
杂志在线发表。

近日,分子医学研究所张秀琴、李川昀、肖瑞平课题组联合攻关,通过猴遗传学研究成功揭示PRKD2基因是高胰岛素血症的致病基因。此项研究成果在Nature
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胰岛素抵抗是代谢综合征、2型糖尿病以及多种心脑血管疾病发生、发展的共同病理因素,在临床首先表现为高胰岛素血症及糖耐量受损。阐明这一过程中的关键调控因子有望为重大代谢疾病的防治提供靶点。然而,由于该过程涉及复杂的遗传与环境调控,发现致病新基因仍然十分困难。

胰岛素抵抗是代谢综合征、2型糖尿病以及多种心脑血管疾病发生、发展的共同病理因素,在临床首先表现为高胰岛素血症及糖耐量受损。阐明这一过程中的关键调控因子有望为重大代谢疾病的防治提供靶点。然而,由于该过程涉及复杂的遗传与环境调控,发现致病新基因仍然十分困难。

分子医学研究所非人灵长类研究中心多个实验室联合攻关,通过对恒河猴群体的长期临床跟踪观察,发现了两只持续性极高胰岛素血症的恒河猴,其血液胰岛素水平可达到正常恒河猴的20倍以上。在自主建立猴功能基因组学注释平台RhesusBase的基础上,他们通过对极端表型恒河猴及对照猴的全外显子组测序,发现一个发生在PRKD2基因上的无义突变(PRKD2
T-A)仅在这两只极端表型猴中存在。该突变导致此基因的mRNA和蛋白水平显著下调,提示PRKD2功能缺失可能与极高胰岛素血症相关。进一步,在小鼠模型中,研究发现PRKD2敲除可以明显增高葡萄糖刺激的胰岛素分泌及血液胰岛素水平,而在分离的胰岛β细胞中开展的机制研究表明,PRKD2敲除可以通过增加细胞内L-型钙离子通道的表达和活性,进而增加胰岛素的分泌。据此,他们采用钙离子通道抑制剂nifedipine对极端表型猴进行注射治疗,发现可以显著降低葡萄糖刺激的胰岛素分泌。

分子医学研究所非人灵长类研究中心多个实验室联合攻关,通过对恒河猴群体的长期临床跟踪观察,发现了两只持续性极高胰岛素血症的恒河猴,其血液胰岛素水平可达到正常恒河猴的20倍以上。在自主建立猴功能基因组学注释平台RhesusBase的基础上,他们通过对极端表型恒河猴及对照猴的全外显子组测序,发现一个发生在PRKD2基因上的无义突变(PRKD2
T-A)仅在这两只极端表型猴中存在。该突变导致此基因的mRNA和蛋白水平显著下调,提示PRKD2功能缺失可能与极高胰岛素血症相关。进一步,在小鼠模型中,研究发现PRKD2敲除可以明显增高葡萄糖刺激的胰岛素分泌及血液胰岛素水平,而在分离的胰岛β细胞中开展的机制研究表明,PRKD2敲除可以通过增加细胞内L-型钙离子通道的表达和活性,进而增加胰岛素的分泌。据此,他们采用钙离子通道抑制剂nifedipine对极端表型猴进行注射治疗,发现可以显著降低葡萄糖刺激的胰岛素分泌。

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