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CTM | 清华大学深圳国际研究生院张雅鸥教授团队巴豆酰化/乙酰化修饰研究揭示Ⅱ型糖尿病抑制新靶点

已有 918 次阅读 2022-5-27 14:50 |系统分类:论文交流

II型糖尿病 (T2DM) 日益成为严重影响人类健康的疾病,患病者临床上因胰岛素敏感的器官 (如肝脏和骨骼肌) 产生胰岛素抵抗而导致对胰岛素利用受损,致使病人出现高血糖症状。持续性的高血糖又加强胰岛素敏感器官对胰岛素的抵抗,导致葡萄糖摄取能力的进一步减弱,从而加重病情[1,2]。近年来,越来越多研究表明长链非编码RNA在葡萄糖代谢的过程中扮演重要角色,但对于长链非编码 RNA 在调控葡萄糖摄取的研究相对缺乏。因此,探索新的长链非编码RNA对 II 型糖尿病的调控机制具有重要意义。


近日,清华大学深圳国际研究生院张雅鸥教授团队在Clinical and Translational Medicine (IF=11.50)杂志上发表了题为Persistent high glucose induced EPB41L4A-AS1 inhibits glucose uptake via GCN5 mediating crotonylation and acetylation of histones and non-histones 的研究论文[3],文章结合组蛋白和非组蛋白的巴豆酰化乙酰化修饰的研究,发现持续性的高糖诱导的长链非编码RNA EPB41L4A-AS1通过结合组蛋白乙酰基转移酶GCN5/KAT2A影响组蛋白的乙酰化和巴豆酰化修饰水平而抑制细胞对葡萄糖的摄取,抑制EPB41L4A-AS1是增强细胞葡萄糖摄取的有效手段,是T2DM的潜在治疗靶点。景杰生物为该研究提供了组蛋白H3K27cr和pan-Kcr的抗体。

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研究者首先通过生物信息学分析发现了lncRNA EPB41L4A-AS1在T2DM患者的肝脏组织以及伴有胰岛素抵抗患者的T2DM前期患者的肌肉组织中异常高表达。通过细胞实验和动物实验证明,EPB41L4A-AS1的过表达能抑制细胞葡萄糖摄取的能力以及损坏小鼠糖耐量。通过建立高糖诱导的 II 型糖尿病细胞模型,细胞生物学实验证明持续性高糖可通过上调TP53而诱导EPB41L4A-AS1的表达升高。上调的EPB41L4A-AS1 通过调节 GLUT4/2 在细胞内的转位或表达来抑制肝细胞和肌肉细胞对葡萄糖的摄取

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图 EPB41L4A-AS1 通过 GLUT2 或 GLUT4 调节葡萄糖摄取

机制上,EPB41L4A-AS可与GCN5结合,一方面通过调控GLUT4基因启动子区的组蛋白H3K27cr水平和非组蛋白PGC1β的乙酰化水平从而影响 GLUT4的转录;另一方面通过调控TXNIP的启动子区H3K27ac和H3K14ac的水平从而介导TXNIP的转录调控,进一步调控GLUT4/2的内吞;两方面的作用综合来调控细胞对葡萄糖的摄取,进一步又维持了细胞外持续的高糖水平

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图 EPB41L4A-AS1 通过与 GCN5 相互作用调节 H3K27cr

研究结果提示 EPB41L4A- AS1在II 型糖尿病的发生和发展中可能扮演着重要作用,该非编码RNA可能为II型糖尿病的治疗提供一定的理论支持。

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参考文献:
1. Kang S, et al. 2016. Nuclear mechanisms of insulin resistance. Trends Cell Biol

2. DeFronzo RA, et al. 1982. Hepatic and periph- eral insulin resistance: a common feature of type 2 (non-insulin- dependent) and type 1 (insulin-dependent) diabetes mellitus. Diabetologia

3. Liao W, et al. 2022. Persistent high glucose induced EPB41L4A-AS1 inhibits glucose uptake via GCN5 mediating crotonylation and acetylation of histones and non-histones. Clin Transl Med.



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