Betatrophin是在胰岛素抵抗小鼠肝脏中新发现的一种高表达激素，可提高糖耐受改善胰岛素抵抗，但其作用机制尚不清楚。前期研究发现，在HepG2细胞中Betatrophin可促进胰岛素介导的Akt-GSK3β/-FoxO1通路蛋白的磷酸化，提示该基因可能在体内是通过此信号通路改善胰岛素抵抗，但其分子作用机制尚需进一步研究。本课题拟构建Betatrophin腺病毒过表达和 CRISPR/CAS9 敲除小鼠模型，体内分析该基因对Akt-GSK3β/-FoxO1通路蛋白磷酸化影响；利用阻断或激活基因表达、western blot等方法分析该基因调控Akt-GSK3β/-FoxO1信号通路方式。以上研究可阐明该基因调控此通路的分子机制，将有助于了解该基因在胰岛素抵抗的发生和发展中的作用，为开发治疗糖尿病新药物奠定理论基础。

The newly identified liver-derived hormone, betatrophin, has recently been linked to insulin resistance and improvement of glucose tolerance in mice. However, the molecular mechanism of betatrophin improvement insulin resistance is still unclear. Our previous study found that insulin could induce the expression of betatrophin, and then the high expression of betatrophin promotes insulin-mediated phosphorylation of Akt-GSK3β/-FoxO1 pathway in HepG2 cell. Our results suggest that betatrophin might alleviate insulin resistance via Akt-GSK3β/-FoxO1 pathway in vivo.In this study, we will over-expression and knockout betatrophin in the liver of mice using adenovirus infection and CRISPR/CAS9,respectively.We will analyze betatrophin regulating protein phosphorylation in Akt-GSK3β/-FoxO1 pathway in vivo; Then, analysis of how the gene to regulate the Akt-GSK3β/-FoxO1 signal pathway by blocking or over-express the proteins of signal pathway . Through the above study, we will elucidate the role and the mechanism of betatrophin in the occurrence and development of insulin resistance, which will lay a theoretical foundation and help the development of new drugs for the treatment of diabetes.

Betatrophin是在胰岛素抵抗小鼠肝脏中新发现的一种高表达激素，可提高糖耐受改善胰岛素抵抗，但其作用机制尚不清楚。前期研究发现，在HepG2细胞中Betatrophin可促进胰岛素介导的Akt-GSK3β/-FoxO1通路蛋白的磷酸化，提示该基因可能在体内是通过此信号通路改善胰岛素抵抗，但其分子作用机制尚需进一步研究。本课题首先利用腺相关病毒转染和 CRISPR/CAS9 技术成功构建Betatrophin过表达和 CRISPR/CAS9 敲除小鼠模型；高脂喂养联合STZ小剂量注射构建Betatrophin 过表达2型糖尿病模型与正常喂养小鼠对比，发现在正常喂养条件下，Betatrophin过表达可以改善糖耐受，然而高脂饲养条件下随着胰岛素抵抗程度加剧，Betatrophin过表达却发挥着相反作用，其作用机制目前还不清楚；利用SiRNA、体外合成mRNA、点突变和DNA片段截断等技术，在小鼠肝原代和人HepG2细胞内研究Betatrophin调控胰岛素介导的Akt-GSK3β/-FoxO1信号通路的作用机制，发现Betatrophin过表达可直接调控胰岛素介导的AKT蛋白磷酸化，并找到Ser94和Thr98是Betatrophin调控此信号通路关键活性位点；为进一步研究Betatrophin调控糖脂代谢作用机制，制备Betatrophin敲除和过表达HepG2细胞株的蛋白芯片和磷酸化蛋白芯片，发现Betatrophin可上调ERK蛋白磷酸化。根据Betatrophin基因与脂代谢及ERK的密切关系，以及Betatrophin在糖代谢中作用，我们推测在正常生理条件下，受进食和禁食节律调控表达的Betatrophin可能是通过激活ERK/NF-kB和AKT信号通路，维持进食和禁食期糖脂代谢稳态；然而在胰岛素抵抗情况下，高胰岛素和高自由脂肪酸会促使Betatrophin异常高表达，致使肝细胞内糖脂代谢发生紊乱，反而进一步加剧胰岛素抵抗。其具体作用机制还需进一步研究。以上研究初步阐明Betatrophin在2型糖尿病糖脂代谢紊乱形成中作用及分子机制，为该疾病的临床治疗提供可能的新作用靶点。