Intracellular ATP Signaling Contributes to FAM3A-Induced PDX1 Upregulation in Pancreatic Beta Cells

doi:10.1055/a-1608-0607

.2022年8月；130(8):498-508.

doi:10.1055/a-1608-0607。 Epub 2021年9月30日。

细胞内ATP信号通路参与FAM3A诱导胰腺β细胞PDX1上调

韩燕¹, 陈振珍², 张海增², 杨伟力^1 三, 刘向阳¹, 孟玉红¹, 瑞香¹, 吴哲⁴, 晶晶叶⁴, 玉晶池⁵, 杨吉春¹

附属公司

¹基础医学院生理与病理生理学系、教育部心血管分子科学重点实验室、非编码RNA医学中心、北京大学健康科学中心，北京100191。
²中国医学科学院阜外医院、北京协和医学院高血压中心，国家心血管病中心心血管疾病国家重点实验室，北京100037，中国。
^三首都医科大学北京同仁医院糖尿病研究与护理北京重点实验室，北京100730，中国。
⁴北京大学人民医院消化科，北京100044。
⁵北京大学人民医院中央实验室和临床分子生物学研究所，北京100044。

PMID： 34592773
预防性维修识别码：项目经理C9377833
内政部： 10.1055/a-1608-0607

细胞内ATP信号通路参与FAM3A诱导胰腺β细胞PDX1上调

韩燕等人。实验-临床内分泌糖尿病. 2022年8月.

.2022年8月；130(8):498-508.

doi:10.1055/a-1608-0607。 Epub 2021年9月30日。

作者

韩燕¹, 陈振珍², 张海增², 杨伟力^1 三, 刘向阳¹, 孟玉红¹, 瑞香¹, 吴哲⁴, 晶晶叶⁴, 玉晶池⁵, 杨吉春¹

附属公司

¹基础医学院生理与病理生理学系、教育部心血管分子科学重点实验室、非编码RNA医学中心、北京大学健康科学中心，北京100191。
²中国医学科学院阜外医院、北京协和医学院高血压中心，国家心血管病中心心血管疾病国家重点实验室，北京100037，中国。
^三首都医科大学北京同仁医院糖尿病研究与护理北京重点实验室，北京100730，中国。
⁴北京大学人民医院消化科，北京100044。
⁵北京大学人民医院中央实验室和临床分子生物学研究所，北京100044。

PMID： 34592773
预防性维修识别码：项目经理C9377833
内政部： 10.1055/a-1608-0607

摘要

FAM3A是最近发现的一种线粒体蛋白，通过促进胰岛β细胞中ATP的释放，刺激胰十二指肠同源盒1（PDX1）和胰岛素的表达。在本研究中，进一步研究了细胞内ATP在FAM3A诱导的胰腺β细胞PDX1表达中的作用。在小鼠胰岛中使用siRNA转染的急性FAM3A抑制显著降低PDX1表达，损害胰岛素分泌，并导致正常小鼠的葡萄糖不耐受。体外，FAM3A过表达升高细胞内和细胞外ATP含量，促进PDX1表达和胰岛素分泌。FAM3A诱导的细胞钙（Ca）增加²⁺)水平、PDX1表达和胰岛素分泌，而P2受体抑制物或L型钙显著抑制²⁺频道。钙调蛋白抑制剂可消除FAM3A诱导的PDX1表达。同样，FAM3A诱导的β细胞增殖也被P2受体抑制剂和L型钙抑制²⁺通道抑制剂。细胞内和细胞外ATP都有助于FAM3A诱导的PDX1表达、胰岛素分泌和胰腺β细胞增殖。

作者。这是一篇由Thieme根据知识共享署名-非衍生-非商业许可条款发布的开放存取文章，允许复制和复制，只要原始作品获得适当的学分。内容不得用于商业目的，也不得改编、混音、转换或构建。(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

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图1
急性FAM3A敲低显著受损的胰岛素分泌。雄性C57BL/6小鼠通过尾静脉流体动力注射。(一)口服葡萄糖耐量在注射siRNA之前进行测试（OGTT）。下面的区域OGTT（第0天）的曲线（AUC）显示在右侧面板中。(b条)图中显示了尾注射Scramb或siFAM3A后第3天的OGTT。AUC公司OGTT的第3天显示在右侧面板中。(**c（c）**)三天注射siRNA后，从尾静脉采集血液样本在OGTT的前四个时间点（0、15、30和60分钟），测定血清胰岛素水平。血清胰岛素AUC为显示在右侧面板中。(天)胰岛中的胰岛素含量急性FAM3A抑制小鼠和惊扰组。(**e（电子）**)Scramb组和siFAM3A组的葡萄糖刺激胰岛素分泌。对于（a-c），N=14–18。对于（d-e），N=6。对于（a-d），*与打乱组相比，P<0.05。对于(**e（电子）**),*P<0.05 vs.搅乱胰岛（G0），#P<0.05在G0、G5、，和G20刺激计划。G0:0毫摩尔/升，G5:5 mmol/L和G20:20 mmol/L-葡萄糖。

图2
FAM3A敲除降低PDX1在胰腺。(一)FAM3A与胰岛素在小鼠胰腺中的表达免疫组化法检测胰岛。(b条)更改siFAM3A后胰腺中FAM3A、PDX1、INS1和INS2 mRNA水平注入。(**c（c）**)FAM3A敲除降低pAkt和PDX1蛋白胰腺中的表达。上部面板显示了具有代表性的图像下部面板显示统计图。N=7–8。*与打乱相比，P<0.05。

图3
FAM3A过度表达促进ATP合成和胰岛素胰腺β细胞分泌。(一)蛋白质印迹分析在HIT-T15细胞中显示Ad-FAM3A感染功效。(b条)信使核糖核酸Ad-GFP中的PDX1、INS-1和INS-2水平，以及HIT-T15中的Ad-FAM3A水平单元格*与指示对照组相比，P<0.05。(**c（c）**)FAM3A公司过度表达增加了HIT-T15细胞内的ATP水平。*与指示对照组相比，P<0.05。(天)影响FAM3A对HIT-T15细胞胞外ATP含量的过度表达。*与Ad-GFP（G0）相比P<0.05#与指示值相比P<0.05控制。FAM3A过度表达对(**e（电子）**)胰岛素含量和(**（f）**)HIT-T15细胞的胰岛素分泌。*与Ad-GFP（G0）相比P<0.05#与指示值相比P<0.05控件。G0:0毫摩尔/升、G5:5毫摩尔/L和G20:20 mmol/L葡萄糖。N=5-7。

图4
细胞内ATP有助于FAM3A诱导的钙²⁺HIT-T15的水平和胰岛素分泌细胞。(一)FAM3A过表达对细胞钙的影响不同刺激物（G0、G5和G20）下的水平。*与Ad-GFP（G0）相比P<0.05#与指示值相比P<0.05控件。(**b至c**)P2受体抑制剂（PPADS和苏拉明）、钙调素抑制剂（CPZ）和L型钙通道抑制剂硝苯地平对FAM3A诱导的细胞钙升高的影响HIT-T15细胞中葡萄糖（G0和G20）的浓度。*与Ad-GFP相比P<0.05#与Ad-FAM3A相比，P<0.05。(天)PPADS、苏拉明、CPZ和硝苯地平对FAM3A促进HIT-T15细胞胰岛素分泌。*与Ad-GFP相比P<0.05#与Ad-FAM3A相比，P<0.05。G0:0毫摩尔/升，G5:5毫摩尔/L，G20:20毫摩尔/葡萄糖。N=5。

图5
细胞内ATP参与FAM3A诱导的Akt激活和PDX1上调。(一)CaM抑制剂的作用（CPZ）对FAM3A诱导的Akt-FOXO1激活和PDX1上调HIT-T15细胞。上部面板显示了一个代表性的图像下部面板显示统计图。(b条)长期接触PPADS、苏拉明和硝苯地平24小时后减弱了FAM3A诱导的Akt-FOXO1磷酸化和PDX1上调。上部面板显示代表性图像和下部面板显示了统计图。N=4-5，*与Ad-GFP相比P<0.05，#与Ad-FAM3A相比，P<0.05。

图6
Akt介导的FOXO1失活不参与FAM3A诱导的PDX1上调。(一)代表不同处理FOXO1的免疫荧光染色。核用DAPI染色的是蓝色。(**b–d段**)蛋白质印迹分析分析Ad-FOXO1感染后的FOXO1和PDX1蛋白水平(b条)HIT-T15细胞(**c（c）**)INS-1细胞，以及(天)MIN6细胞。上面板显示代表性图像，下面板显示面板显示统计图。N=3-4，*与Ad-GFP相比P<0.05。ns：无显著性差异。

图7
细胞内ATP参与FAM3A诱导胰腺β细胞增殖。(一)细胞周期在HIT-T15细胞中感染Ad-FAM3A后进行分析。这个左侧面板显示代表性图像，右侧面板显示统计图。(b条)MTT法分析FAM3A的作用HIT-T15细胞活性的过度表达。在MIN6细胞系中，细胞周期分析显示苏拉明对FAM3A诱导的细胞周期的影响细胞增殖。(**c（c）**)细胞周期的代表性图像，(天)面板统计图(**c（c）**). (**e（电子）**)单元格苏拉明和硝苯地平暴露24h后，效果减弱FAM3A对细胞活性的影响。PCNA免疫组织化学染色(**（f）**)急性FAM3A击倒小鼠和(克) β细胞特异性FAM3A基因敲除（BKO）小鼠。N=4-5，*与Ad-GFP相比P<0.05，与Ad-FAM3A相比#P<0.05。

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