METTL4在肝脏胰岛素信号通路中的作用及机制研究
作者单位:哈尔滨工业大学
学位级别:硕士
导师姓名:陈政
授予年度:2022年
学科分类:1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含:心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学]
摘 要:糖尿病作为一种代谢类的疾病,常常伴有高血糖的特征,胰岛素分泌缺陷及其作用受损均可导致高血糖的结果。在生物体内的糖代谢过程中肝脏参与的比重较大,可通过严格控制胰岛素与胰高血糖素两者的比例调节血糖的稳态。DNA甲基化是表观遗传调控的重要组成部分。N6-甲基腺嘌呤(6m A)是原核生物中最常见的DNA甲基化修饰,其在调控影响基因表达、错配修复等方面发挥了重要作用。METTL4作为真核生物中的甲基转移酶也被研究显示可能在影响脂肪细胞分化、调节RNA剪接、调控线粒体mt DNA的6m A等方面起到重要作用,不过这研究些尚且存在争议。METTL4可能与能量代谢、葡萄糖摄取、通过甲基化影响具基因表达、肥胖的形成等方面有密不可分的关系。本文旨在研究METTL4在胰岛素信号通路及肝脏糖代谢中的作用及其机制。在本课题中,对于METTL4在胰岛素信号通路的影响进行了探究。首先通过Western Blot实验得出了在野生型小鼠肝实质细胞中过表达METTL4处理不同浓度及时间的胰岛素会促进胰岛素信号通路相关蛋白的磷酸化水平并存在剂量依赖与时间依赖的作用,且在不处理胰岛素的基础状态下不会影响相关蛋白水平,提示METTL4在胰岛素刺激下的肝脏糖代谢过程中的胰岛素信号通路有促进作用;在肝实质细胞中过表达METTL4处理不同浓度的胰高血糖素,显示METTL4对于肝脏胰高血糖素信号通路不存在明显影响,证明METTL4更主要通过影响胰岛素信号通路影响糖代谢;在过表达METTL4并处理一定浓度的胰岛素后,通过银染与质谱分析,找到了与METTL4特异性结合的蛋白LRP1并通过免疫共沉淀实验验证了这一结果;构建了肝脏METTL4特异性敲除鼠,重复上述实验得出肝脏特异性敲除METTL4会导致胰岛素信号通路相关蛋白磷酸化水平的下降,并存在浓度与时间梯度的依赖效应,与上述过表达METTL4的实验结果相匹配,提示METTL4肝脏特异性敲除对于在胰岛素刺激下的肝脏糖代谢过程中的胰岛素信号通路有减弱作用。综上所述,本研究表明METTL4可以在胰岛素刺激下参与增强肝脏的胰岛素信号通路,并且对胰高血糖素信号通路无明显影响。肝脏METTL4特异性敲除鼠中在胰岛素刺激下的胰岛素信号通路水平减弱。这为METTL4的研究与完善胰岛素信号通路提供了帮助,为糖尿病的治疗提供了可能靶点。