[发明专利]一种锌指蛋白ZBTB20在胰腺β细胞中特异性基因剔除小鼠模型及用途

说明书

技术领域

本发明属于基因技术领域，更具体地，本发明涉及一种锌指蛋白的功能及其用途。

背景技术

β细胞功能障碍是糖尿病最基本的病理生理改变。1型糖尿病(即胰岛素依赖型)，主要由于自身免疫性疾病引起的β细胞破坏导致了胰岛素的分泌不足；而2型糖尿病(即胰岛素非依赖型)的β细胞功能损害比较复杂，可表现为胰岛素I相分泌障碍、胰岛素/胰岛素原比例改变、胰岛素脉冲式释放的丧失以及β细胞数目的减少等。虽然这两型糖尿病的病理生理机制不尽相同，但是β细胞功能的降低是两者共有的关键因素，并且对于2型糖尿病的患者，β细胞功能的障碍，特别是早期即出现的胰岛素I相分泌障碍尤为重要。由于I相分泌的胰岛素不足，使负荷后血糖长时间过度升高，这将持续刺激β细胞，使II相胰岛素分泌增加；长期的高血糖刺激，加重β细胞负担，在超过β细胞自我调节的情况下，大量未加工好的胰岛素前体物质胰岛素原也随之释放，胰岛素/胰岛素原比例改变，最终导致β细胞功能失代偿，表现为胰岛素的II相分泌障碍、脉冲式释放的丧失和β细胞数目的减少等。因此研究β细胞的功能及其调节机制对于认识胰岛素分泌(特别是I相分泌)障碍产生的原因、阐明糖尿病的发病机理、以及最终指导糖尿病患者的临床治疗均有重要意义。

胰岛素分泌是β细胞特有的复杂生物学过程，受到多种营养物质(如葡萄糖、氨基酸)、神经递质和激素等活性物质的调节。生理状态下，胰岛素分泌包括基础分泌和脉冲式分泌两种方式。基础分泌的主要作用是调节肝脏葡萄糖输出速度与大脑等器官对葡萄糖需求间的平衡。脉冲式分泌主要发生在进食过程中，首先I相分泌，主要是β细胞内胰岛素颗粒的快速释放，其峰值位于餐后2-5分钟，在10分钟内消失，I相分泌在维持葡萄糖内环境的稳定中起重要作用；大约在餐后10-20分钟，开始出现胰岛素的脉冲式II相分泌，此过程持续数小时，所分泌的胰岛素除来自β细胞内储存的胰岛素颗粒外，还包括新合成的胰岛素。葡萄糖是胰岛素分泌最主要的生理性调节因素。通过代谢使β细胞内ATP/ADP的比值上升，关闭了ATP敏感的K⁺通道，引起细胞膜去极化，电压依赖的Ca²⁺通道开放，Ca²⁺内流增加，最终细胞内升高的Ca²⁺离子触发了胰岛素分泌颗粒的释放，即胰岛素的I相分泌；葡萄糖进一步可以激活β细胞胰岛素基因的表达，使胰岛素合成增多，分泌颗粒持续释放，引起胰岛素的II相分泌。在葡萄糖刺激的胰岛素分泌过程中，参与β细胞葡萄糖跨膜转运的葡萄糖转运蛋白GLUT2以及糖分解代谢通路中的关键酶如葡萄糖激酶、6磷酸葡萄糖异构酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶等都发挥了重要作用，而一些转录因子如肝细胞核因子HNF-1α、HNF-1β、HNF-4α和低氧诱导性的转录因子HIF-1β等则可调节上述重要分子的转录水平。因此这些已知分子直接参与了维持β细胞的正常生理功能和糖尿病发生的病理过程。

尽管如此，目前本领域对β细胞功能调节和糖尿病发病机理的认识依然比较粗浅，存在许多空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锌指蛋白ZBTB20的功能及其用途。

本发明的另一目的在于提供基于所述锌指蛋白ZBTB20为靶点，筛选对于促进哺乳动物胰腺β细胞胰岛素释放有效的物质的方法。

在本发明的第一方面，提供一种锌指蛋白ZBTB20或其激动剂的用途，用于制备促进哺乳动物胰腺β细胞胰岛素释放的组合物。

在另一优选例中，所述的锌指蛋白ZBTB20或其激动剂提高哺乳动物胰腺β细胞对葡萄糖感受能力，从而促进胰岛素释放。

在另一优选例中，所述的组合物还用于防止哺乳动物糖耐量受损。

在另一优选例中，所述的锌指蛋白ZBTB20选自：

(i)SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列；或

(ii)将SEQ ID NO：1所示氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且能够促进哺乳动物胰腺β细胞胰岛素释放的由(i)衍生的蛋白。

在本发明的第二方面，提供一种锌指蛋白ZBTB20的用途，用于筛选促进哺乳动物胰腺β细胞胰岛素释放的物质。

在本发明的第三方面，提供一种筛选促进哺乳动物胰腺β细胞胰岛素释放的潜在物质的方法，所述方法包括：

(a)将候选物质与含有锌指蛋白ZBTB20的体系接触；

(b)观察候选物质对于锌指蛋白ZBTB20的表达或活性的影响；