【正文】 觀察模型大鼠的主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞在經(jīng)由模擬糖尿病早期的慢性高血糖和高胰島素刺激后所發(fā)生DNA/RNA 損傷、氧化 /抗氧化應(yīng)激系統(tǒng)、脂質(zhì)過氧化 、蛋白氧化等變化，以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激程度；選取 2 型糖尿病病人和伴發(fā)心血管并發(fā)癥的人群為研究對象 ,采用質(zhì)譜分析法，比較這些人群呼吸氣體中代謝相關(guān)有機(jī)成分的差異；研究 GLP1對糖尿病動(dòng)物模型內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的影響，采用 RNA 干擾和小分子抑制劑判斷GLP1 發(fā)揮作用的信號途徑 肝細(xì)胞所通過的信號傳導(dǎo)通路；進(jìn)一步確認(rèn) AFABP 小分子抑制劑的功效；獲得首批 FGF2 adropin基因敲除小鼠；初步檢測 CPT1A,APPL1, APPL2， AMPK rGPR11 Ahi、 ERRa 等在不同組織中的缺失對小鼠整體及肝臟功能的影響；獲得目的兔轉(zhuǎn)基因細(xì)胞株；闡明 miR29 家族的作用機(jī)制以及導(dǎo)致肝臟胰島素抵抗的分子機(jī)制 體外轉(zhuǎn)染 UCP2 siRNA抑制其在足細(xì)胞的表達(dá)，檢驗(yàn)得到一致 UCP2 表達(dá)對高糖引發(fā)足 細(xì)胞損傷影響的數(shù)據(jù)；觀察獲得氧化損傷蛋白對內(nèi)皮細(xì)胞損傷的數(shù)據(jù) 闡明與 2型糖尿病大血管病變直接相關(guān)的內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞代謝和氧化應(yīng)激變化圖譜；篩選出存在于糖尿病病人呼吸氣體中代謝相關(guān)分子標(biāo)記；明確 GL。 觀察模型大鼠的主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞在經(jīng)由模擬糖尿病早期的慢性高血糖和高胰島素刺激后所發(fā)生的增殖、遷移和凋亡等形態(tài)學(xué)改變；測定細(xì)胞中主要 ROS 濃度，檢測線粒體功能和代謝變化；研究 GLP1對糖尿病動(dòng)物模型的內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的影響，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)測定活體動(dòng)物心血管指數(shù)的改善情況，主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞病理 改變，相關(guān)的氧化應(yīng)激分子表達(dá)的變化 培養(yǎng)碩士、博士研究生 15名；在國際相關(guān)領(lǐng)域雜志上發(fā)表研究論 文 15篇 第 二 年 在北方和東部人群中開展大樣本易感基因關(guān)聯(lián)研究；完善與 2型糖尿病有關(guān)的重要基因 /蛋白質(zhì)的信息庫；選取重要靶組織，進(jìn)行全基因組甲基化富集；選取伴有和不伴有糖尿病的肝癌患者腫瘤及癌旁組織標(biāo)本，在組織芯片上檢測肝癌患者腫瘤微環(huán)境中關(guān)鍵因子表達(dá)水平的改變與糖尿病的關(guān)系；基線端粒數(shù)據(jù)與糖尿病的關(guān)聯(lián)分析，并完成第一次隨訪血樣的端粒長度檢測 完成測定紅細(xì)胞膜的脂肪酸測定，系統(tǒng)研究脂肪酸種類、數(shù)量和比例與炎性反應(yīng)和 2型糖尿病發(fā)生發(fā)展的關(guān)系；研究血漿 25羥基維生素 D水平與胰島素分泌、胰 島素抵抗和 2 型糖尿病發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，研究維生素 D相關(guān)基因的變異對維生素 D的影響，以確定中國人 25羥基維生素 D水平是否與遺傳背景密切相關(guān)，并研究基因型與維生素 D的相互作用對 2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展的影響；探討 TNFα調(diào)節(jié)胰島 β細(xì)胞胰淀素表達(dá)的分子機(jī)制 研究脂肪酸對基因啟動(dòng)子活性的影響；初步發(fā)現(xiàn)新的中國人 2型糖尿病易感基因；完善并發(fā)布 2型糖尿病重要基因 /蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫平臺；明確糖尿病在肝癌進(jìn)展過程中的關(guān)鍵因子；初步分析端粒長度與糖尿病的關(guān)系 確定中國京滬城鄉(xiāng)居民脂肪酸的分布特征，以及與 2型糖尿病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的 關(guān)系，膳食遺傳影響因素和對疾病的預(yù)測作用；在中國漢族人群中闡明 25羥基維生素 D水平、及其與相關(guān)基因多態(tài)性位點(diǎn)的交互作用對 2型糖尿病的發(fā)表風(fēng)險(xiǎn)的影響；闡明 TNFα調(diào)節(jié)胰淀素表達(dá)的分子機(jī)制 闡明 FoxO1 干擾或者過表達(dá)后，候選基因啟動(dòng)子活性變化的狀況及表達(dá)調(diào)控機(jī)制；在細(xì)胞功能水平闡明 FoxO1表達(dá)的增加或缺失對胰島 β細(xì)胞 GSIS 及數(shù)量的影響；確定在胰島 β 細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中受FoxO1調(diào)控的基因 獲得脂肪細(xì)胞因子直接作用于肝臟細(xì)胞的證據(jù)；明確肝臟細(xì)胞因子對 lipocalinAFABP 基因缺失型脂 肪細(xì)胞生理功能的功效；篩出 lipocalin2， AFABP KO作用年度 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 檢測 FoxO1干擾或是過表達(dá)后，這些啟動(dòng)子在脂肪酸處理后的活性變化、基因表達(dá)情況；考察 FoxO1 表達(dá)的增加或缺失對MIN6 細(xì)胞葡萄糖刺激的胰島素分泌功能以及對細(xì)胞數(shù)目的影響；加入脂肪酸刺激，從胰島 β細(xì)胞功能以及細(xì)胞活力兩方面 評估候選基因的功能。 四、年度計(jì)劃 年度 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 一 年 完成技術(shù)培訓(xùn)，完善人群和家系數(shù)據(jù)庫；完成組織樣本收集；在小樣本中進(jìn)行全外顯子組深度測序；構(gòu)建與 2型糖尿病有關(guān)的重要基因 /蛋白質(zhì)的信息庫；選取伴有和不伴有糖尿病的肝癌患者，分析肝癌患者的預(yù)后與糖尿病的關(guān)系；在基線病例和對照各 3000例中測定樣本端粒長度 篩選 300 名符合標(biāo)準(zhǔn)的患有代謝綜合征的志愿者，采用核桃、亞麻子或相同卡路里食物對照對所有志愿者進(jìn)行為期 3個(gè)月的臨床干預(yù)研究；測定紅細(xì)胞膜的各種脂肪酸組成和比例；觀察 TNFα、 MCP1對胰島 β細(xì)胞胰淀素表達(dá)的調(diào)節(jié)作用 確定及優(yōu)化細(xì)胞和小鼠模型；脂肪酸刺激 MIN6細(xì)胞后用明確候選基因轉(zhuǎn)錄、蛋白表達(dá)增加或降低的倍數(shù)；針對部分發(fā)生 2 倍以上變化的靶基因，在 Genebank 中搜索其啟動(dòng)子區(qū)序列并 設(shè)計(jì)引物；脂肪酸刺激 MIN6細(xì)胞，用 FoxO1抗體做染色質(zhì)免疫共沉淀（ ChIP）實(shí)驗(yàn) 。課題 5研究線粒體氧化應(yīng)激誘導(dǎo)腎臟足細(xì)胞損傷和糖尿病腎病的作用機(jī)制，重點(diǎn)研究糖尿病足細(xì)胞轉(zhuǎn)分化、細(xì)胞穩(wěn)態(tài)、以及與足細(xì)胞生物學(xué)功能密切相關(guān)的線粒體能量代謝和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。課題 3圍繞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激導(dǎo)致胰島 β細(xì)胞凋亡的作用 機(jī)制開展研究，揭示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在脂肪酸和炎癥因子誘導(dǎo)的胰島 β細(xì)胞凋亡過程中的分子機(jī)制 , 為 2型糖尿病的治療提供潛在的新靶點(diǎn)。課題 2主要研究營養(yǎng)因素與 2型糖尿病的關(guān)系，以及遺傳因素與營養(yǎng)因素在 2型糖尿病發(fā)生發(fā)展上是否存在交互作用。該課題的研究成果可為 2型糖尿病及并發(fā)癥易感人群的早期檢出提供支持。課題 1和 2可為所有細(xì)胞應(yīng)激機(jī)制研究課題組提供臨 床標(biāo)本，以深化研究。課題 1和 2發(fā)現(xiàn)的易感基因和營養(yǎng)因素可在課題 6 中進(jìn)一步研究其對 β細(xì)胞功能、胰島素抵抗、糖尿病腎病和糖尿病大血管病變中的作用機(jī)制。研究 GLP1對 2型糖尿病心血管并發(fā)癥患者的糖代謝、脂代謝、胰島素敏感性、胰島功能、心電圖、心功能等的影響。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中測定活體動(dòng)物心血管指數(shù)的改善指數(shù)，主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的病理改變，和相關(guān)的氧化應(yīng)激分子表達(dá)的變化。 2. 2型糖尿病伴心血管病變患者的呼吸氣體代謝相關(guān)標(biāo)記分子的篩選：選取年齡、性別等嚴(yán)格匹配的正常人， 2型糖尿病患者， 2型糖尿病伴發(fā)心血管并發(fā)癥的人群為研究對象（每組 5060人），采用質(zhì)譜分析法，比較這些人群呼吸氣體中代謝相關(guān)有機(jī)成分的差異；采用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，比較分析其血液和尿液標(biāo)本組別間 蛋白質(zhì)譜的差異。 經(jīng)費(fèi)比例： % 承擔(dān)單位：南京醫(yī)科大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)、中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院 課題負(fù)責(zé)人：楊俊偉 學(xué)術(shù)骨干：侯凡凡、余學(xué)清課題 6：氧化應(yīng)激導(dǎo)致 2型糖尿病大血管損傷的機(jī)制研究 預(yù)期目 標(biāo)： 闡明與 2型糖尿病大血管病變直接相關(guān)的內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞代謝和氧化應(yīng)激變化圖譜；獲得血液或尿液中可用于糖尿病心血管并發(fā)癥早期診斷和病情監(jiān)測的特異性分子標(biāo)記物，篩選出存在于糖尿病病人呼吸氣體中代謝相關(guān)分子標(biāo)記；為將 GLP1用于糖尿病心血管病并發(fā)癥的防治提供基礎(chǔ)和臨床研究資料。探討氧化損傷白蛋白激活血管固有細(xì)胞的受體途徑，闡明氧化損傷白蛋白與其受體相互作用的活性結(jié)構(gòu)及其對細(xì)胞受體表達(dá)的調(diào)控作用及機(jī)制；闡明氧化損傷白蛋白誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激的關(guān)鍵酶系統(tǒng)及其調(diào)控方式，研究氧化損傷白蛋白導(dǎo)致血管病變的受體后信號傳遞和基因調(diào)控；研究氧化損傷白蛋白與血管組織局部 RAS活化之間的相互關(guān) 系。體外培養(yǎng)小鼠腎臟足細(xì)胞，觀察糖基化終末產(chǎn)物、高糖、血管緊張素 II、 TGFβ是否導(dǎo)致線粒體氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激指標(biāo)、細(xì)胞自噬標(biāo)記蛋白、 EMT標(biāo)記物的異常變化。 2. 氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在糖尿病腎病蛋白尿和腎纖維化中的作用：運(yùn)用TUDCA，從細(xì)胞應(yīng)激入手，從實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、細(xì)胞水平尋找減少足細(xì)胞凋亡、蛋白尿、細(xì)胞外基質(zhì)（ ECM）積聚，治療糖尿病腎病的新方法。為加速性動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)現(xiàn)新理論，尋找新的致病分子、致病環(huán)節(jié)，探索新的干預(yù)途徑。 經(jīng)費(fèi)比例： 18% 承擔(dān)單位：中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院、復(fù)旦大學(xué)、華中師范大學(xué)、 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 課題負(fù)責(zé)人：徐愛民 學(xué)術(shù)骨干：吳東海、盛國慶、高鑫、黃青陽、常永生 課題 5：線粒體氧化應(yīng)激介導(dǎo)糖尿病腎病的分子機(jī)制 預(yù)期目標(biāo)： 從線粒體能量代謝角度，探 討 UCP2介導(dǎo)糖尿病腎病足細(xì)胞損傷的分子機(jī)制；從細(xì)胞自身穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)和異常轉(zhuǎn)分化的角度，探討足細(xì)胞在高糖環(huán)境下由氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的蛋白尿和腎小球硬化的分子機(jī)制，尋找減少足細(xì)胞凋亡、蛋白尿的新方法。 6. 建立基于脂肪 /肝臟細(xì)胞因子和脂肪 肝臟中軸的新藥開發(fā)平臺：根據(jù)上述研究結(jié)果 ，評估脂肪 /肝臟細(xì)胞因子作為脂肪肝及胰島素抵抗等疾病治療藥物的開發(fā)潛力，配合化學(xué)生物學(xué)的方法，建立基于脂肪 肝臟中軸的新藥開發(fā)平臺。 4. 肝臟 miR29家族小 RNA在肝臟細(xì)胞內(nèi)質(zhì) 網(wǎng)應(yīng)激和胰島素抵抗發(fā)生中的作用：分析 miR29家族各成員在肝臟胰島素抵抗及脂肪肝狀態(tài)下的表達(dá)特征，確定miR29家族各成員在肝臟中的調(diào)控靶位及其和肝臟細(xì)胞應(yīng)激信號傳導(dǎo)中的作用，闡明 miR29家族在肝臟脂肪性病變和胰島素抵抗發(fā)生過程中的作用。 2. 肝細(xì)胞因子（ FGF21和 adropin）在調(diào)控 肝臟及脂肪細(xì)胞功能和細(xì)胞應(yīng)激狀態(tài)、能量代謝和胰島素敏感性的機(jī)制研究：利用 FGF2 adropin基因敲除小鼠深入研究其代謝相關(guān)表型，通過葡萄糖耐受實(shí)驗(yàn)和胰島素耐受實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，研究FGF21或 adropin缺失對肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等細(xì)胞應(yīng)激狀態(tài)的影響；闡明其對各個(gè)主要代謝組織（脂肪、肝臟、肌肉）的能量代謝、胰島素抵抗、 MUP1含量、脂質(zhì)沉積和脂肪細(xì)胞功能產(chǎn)生的效應(yīng)。在整體動(dòng)物和細(xì)胞水平，探討這幾種脂肪細(xì)胞因子對肝臟細(xì)胞應(yīng)激的影響，并研究其作用信號通路。檢測常規(guī)和特定誘導(dǎo)下肝臟細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等分子標(biāo)記的表達(dá)和脂肪肝的發(fā)生、炎癥反應(yīng)的激活之間 的關(guān)系，研究 AFABP和 /或 lipocalin2過量表達(dá)對肝臟細(xì)胞應(yīng)激狀態(tài)的影響，分析其在脂肪肝和肝臟胰島素抵抗的作用，以及 adiponectin過表達(dá)是否可以緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)并防止上述病變的發(fā)生。 經(jīng)費(fèi)比例： % 承擔(dān)單位：南京醫(yī)科大學(xué)、中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院 課題負(fù)責(zé)人：韓曉 學(xué)術(shù)骨干：蘇東明、江秉華、周華榮 課題 4：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與肝臟胰島素抵抗 預(yù)期目標(biāo)： 探討脂肪、肝細(xì)胞因子的分泌調(diào)控及其在肝細(xì)胞應(yīng)激、肝臟胰島素抵抗及 2型糖尿病中的病理作用；開發(fā)相關(guān)試劑盒；為脂肪因子及肝細(xì)胞因子用于 2型糖尿病發(fā)生發(fā)展的早期風(fēng)險(xiǎn)評估提供理論基礎(chǔ)及臨床依據(jù)；建立基于脂肪 /肝臟細(xì)胞因子和脂肪 肝臟中軸的新藥開發(fā)平臺，為靶分子作為藥物開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。 5. 制備 β細(xì)胞特異性的轉(zhuǎn)基因或基因敲除小鼠模型，篩選糖尿病防治的新的靶點(diǎn)藥物：基于上述研究結(jié)果，對于那些在胰島 β細(xì)胞系和原代分離胰島上參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激細(xì)胞凋亡功能明確的基因，建立其 β細(xì)胞特異性的轉(zhuǎn)基因或基因敲除小鼠模型，進(jìn)行表型分析，獲得可能的新的糖尿病 模型小鼠。 3. 尋找 FoxO1介導(dǎo)的新的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志分子：借助糖尿病模型小鼠（ ob/ob或者 db/db小鼠）和胰島 β細(xì)胞系，確定上述基因在正常以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激時(shí)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的共定位情況；分析高糖、高脂或者炎癥因子作用下這些基因的改變水平與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激損傷程度的對應(yīng)關(guān) 系。對這些變化明顯的基因進(jìn)行生物信息學(xué)分析，預(yù)測該基因作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志分子的可能性，推測其在正常胰島 β細(xì)胞以及在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激時(shí)可能的作用方式。在環(huán)境因素方面，將通過動(dòng)物模型和體外實(shí)驗(yàn)研究減肥手術(shù)（胃繞道手術(shù)）治愈糖尿病的機(jī)制，判斷內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激 主要信號傳導(dǎo)通路中起最重要作用的通路；此外，將利用臨床資料、體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和高尿酸血癥的動(dòng)物模型研究高尿酸血癥與 2型糖尿病胰島 β細(xì)胞損傷的分子機(jī)制。 主要研究內(nèi)容： 1. 結(jié)合遺傳和環(huán)境因素，初步探討中國 2型糖尿病患者胰島 β細(xì)胞發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的獨(dú)特機(jī)制：以小鼠胰島 β細(xì)胞為模型，研究中國 2型糖尿病患者具有獨(dú)特的遺傳易感基因（如 NOS1AP等）在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)下轉(zhuǎn)錄水平和表達(dá)水平的變化情況。 3. 高危人群的營養(yǎng)干預(yù)研究：運(yùn)用功能性食物亞麻子和核桃對 300名 2型糖尿病高危人群即罹患代謝綜合征（ NCEPATPIII標(biāo)準(zhǔn)）個(gè)體進(jìn)行為期 3個(gè)月的隨機(jī)膳食 干預(yù)，通過比較干預(yù)前后的變化以及對照組與亞麻子或核桃干預(yù)組之間差異，確定亞麻子或核桃膳食干預(yù)對代謝綜合征患病率以及血糖和血脂水平的改善作用。 2. 血脂、炎性細(xì)胞因子與胰淀素表達(dá)及 2型糖 尿病的發(fā)生： 1) 在我們以前研究發(fā)現(xiàn)脂肪酸能上調(diào) 2型糖尿病重要致病因子胰淀素表達(dá)的基礎(chǔ)上，探討炎性細(xì)胞因子（ TNFα， MCP1）對胰島 β細(xì)胞胰淀素表達(dá)的調(diào)節(jié)作用及分子機(jī)制。 2) 維生素、礦物元素與 2型糖尿病的