FER1L6基因在糖尿病防治中的应用

本发明属于生物医药和分子生物学，具体涉及fer1l6基因在糖尿病防治中的应用。

背景技术：

1、糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病，临床上，依据临床症状、年龄等因素，主要分为1型糖尿病和2型糖尿病（t2dm）两类。其中2型糖尿病（t2dm）以慢性高血糖为主要临床特征。

2、糖尿病的直接发病原因主要是由胰岛素分泌不足或外周胰岛素敏感性下降所引起的。患病人群数量众多，已经成为了全球公共卫生关注的重要问题之一。针对该疾病，饮食、运动与药物治疗相结合是治疗糖尿病的常用策略。临床上，药物治疗主要是口服降糖药和胰岛素注射。然而，低血糖也是这些药物的常见副作用，另外，长期注射胰岛素也有可能增强胰岛素抵抗，因此，及早预防仍是糖尿病的主要防治策略，而开发新的治疗靶点也是糖尿病防治中的主要技术努力方向。

3、胰岛素抵抗是t2dm防治过程中常见情况，针对此情况，增强胰岛素敏感性是一种常见和有效的防治策略。相关代谢路径研究表明，胰岛素刺激后，葡萄糖的摄取需要葡萄糖转运蛋白4（glut4）的介导。而glut4具有超长半衰期（超过24小时）和缓慢的回收速率，这一特点使得该蛋白在胰岛素刺激反应过程具有较好的稳定性和靶向性。对于t2dm患者研究表明，t2dm患者的典型特征之一即是glut4膜移位机制受损及其表达水平降低。相关小鼠实验研究表明，glut4敲除小鼠表现出胰岛素抵抗和葡萄糖耐受不良的症状，并具有糖尿病表型；而过表达glut4的小鼠在无论是禁食还是餐后状态都显示出改善的胰岛素作用和降低的血糖水平。基于这些研究成果，对glut4表达相关蛋白的深入研究，可为t2dm的防治提供更多的技术思路。

技术实现思路

1、基于ferlin蛋白家族的相关现有研究总结，以对胰岛素抵抗细胞模型为实验材料，结合glut4在葡萄糖转运中的重要性，发明人认为fer1l6是2型糖尿病防治中的一个重要靶点，基于该结果，可为相关胰岛素代谢调控机理的进一步完善、糖尿病新型药物开发奠定良好的技术基础。

2、本申请所采取的技术方案详述如下。

3、fer1l6基因在糖尿病防治中的应用，所述糖尿病为2型糖尿病（t2dm）；fer1l6在2型糖尿病生物体和胰岛素抵抗的hepg2细胞中高度表达，抑制fer1l6的表达可使glut4表达量显著升高，进而改善患有糖尿病生物体的脂代谢和氧化应激损伤；

4、所述脂质代谢相关基因包括但不限于甘油三酯（tg）和总胆固醇（tc）；

5、所述氧化应激指标包括但不限于超氧化物歧化酶（sod）和丙二醛（mda）；

6、所述抑制fer1l6的表达，具体方式例如：设计针对fer1l6的rna干扰分子或反义寡核苷酸、小分子抑制剂、sirna，通过实施慢病毒感染或基因敲除的方式来抑制fer1l6的转录及表达，或者设计针对fer1l6本身或其上下游分子的特异性抗体（即，例如抗fer1l6抗体）。

7、已有研究表明，ferlin蛋白家族包括至少六个成员：：dysferlin（fer1l1）、otoferlin（fer1l2）、myoferlin（fer1l3）、fer1l4、fer1l5以及本申请所涉及的fer1l6。这些蛋白质在结构方面的共同特征包括有：多个ca2+结合c2结构域、fera结构域和通过其单个c端进行膜锚定的跨膜结构域，据此认为这一家族蛋白在ca2+触发的膜融合和囊泡运输中有重要作用，因此这一家族基因与多种疾病的发生发展具有紧密关联性。就这一家族蛋白与胰岛素关联的相关研究结果表明：fer1l3能够介导内吞循环并参与运输胰岛素样生长因子受体；fer1l5蛋白直接与内吞循环蛋白ehd1和ehd2结合，而ehd2在大鼠脂肪细胞中可能参与胰岛素诱导的glut4向细胞膜的转运过程。但针对fer1l6的功能研究中，仅有部分关于fer1l6在斑马鱼发育过程中在肌肉形成作用方面的研究报道，尚未见到fer1l6蛋白是否与糖代谢、甚至是否与t2dm防治的相关研究报道。

8、结合现有技术中关于ferlin蛋白家族的相关研究成果，发明人对fer1l6在糖代谢、在t2dm中的应用前景进行了相关实验研究。初步实验结果表明，fer1l6在2型糖尿病小鼠和胰岛素抵抗的hepg2细胞中高表达（据此可以初步认定fer1l6的水平升高导致或伴随了糖尿病的发生发展）；进一步通过敲低fer1l6的在体实验结果表明，降低fer1l6表达后，可使glut4表达量显著升高，最终改善糖尿病小鼠的脂代谢和氧化应激损伤，同时相关细胞实验也证实了，通过降低fer1l6的表达可以提高细胞对葡萄糖的吸收。

9、基于本申请的相关试验证据，发明人认为：基于glut4路径来防治2型糖尿病时，fer1l6是一个较好的调控靶点。而基于该靶点，可为2型糖尿病的防控提供新的技术思路，同时也为其他类型药物开发提供了较好的借鉴和参考。

技术特征：

1.fer1l6基因在糖尿病防治中的应用，其特征在于，通过抑制fer1l6的表达来提高glut4表达量，进而用于改善患有糖尿病生物体的相关生理代谢；

2.如权利要求1所述fer1l6基因在糖尿病防治中的应用，其特征在于，所述糖尿病为2型糖尿病t2dm。

3.如权利要求1所述fer1l6基因在糖尿病防治中的应用，其特征在于，所述脂质代谢包括但不限于甘油三酯tg和总胆固醇tc。

4.如权利要求1所述fer1l6基因在糖尿病防治中的应用，其特征在于，所述氧化应激包括但不限于超氧化物歧化酶sod和丙二醛mda。

5.如权利要求1所述fer1l6基因在糖尿病防治中的应用，其特征在于，所述抑制fer1l6的表达，具体方式为：设计针对fer1l6的rna干扰分子或反义寡核苷酸、小分子抑制剂、sirna，通过实施慢病毒感染或基因敲除的方式来抑制fer1l6的转录及表达，或者设计针对fer1l6本身或其上下游分子的特异性抗体。

6.如权利要求5所述fer1l6基因在糖尿病防治中的应用，其特征在于，采用病毒感染方抑制fer1l6表达时，靶向序列如seq id no.1所示，具体为：ccggaagattggagataaa。

技术总结
本发明属于生物医药和分子生物学技术领域，具体涉及FER1L6基因在糖尿病防治中的应用。应用时，通过抑制FER1L6的表达来提高GLUT4表达量，进而用于改善患有糖尿病生物体的相关生理代谢；所述生理代谢包括：葡萄糖的摄取、脂代谢、氧化应激损伤。实验结果表明，FER1L6在2型糖尿病小鼠和胰岛素抵抗的HepG2细胞中高表达；降低FER1L6表达后，可使GLUT4表达量显著升高，最终改善糖尿病小鼠的脂代谢和氧化应激损伤，同时可以提高细胞对葡萄糖的吸收。据此可以认定：基于GLUT4路径来防治2型糖尿病时，FER1L6是一个较好的调控靶点。而基于该靶点，可为2型糖尿病的防控提供新的技术思路。

技术研发人员：康文艺,张于,刘振花,唐琪,梁振华
受保护的技术使用者：河南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15