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多组学技术手段助力揭示BAF60a表达异常与胰岛β细胞功能障碍的关系

2025-12-31     来源:本站     点击次数:76

2026国自然热点话题之一:慢性病管理:智慧化与机制突破
典型权威案例:DNA 甲基化时钟解码代谢重编程与胰岛 β 细胞功能的核心关联

 
2 型糖尿病(T2D)是全球高发的代谢性疾病,其核心病理特征为胰岛 β 细胞功能障碍 —— 具体表现为葡萄糖刺激胰岛素分泌(GSIS)受损,最终导致血糖稳态失衡。尽管已有研究证实,表观遗传调控在胰岛 β 细胞的代谢感知与胰岛素分泌过程中扮演关键角色,但其中的具体分子机制仍有待深入阐明。
 
近日,浙江大学基础医学院孟卓贤教授团队联合上海交通大学医学院附属第六人民医院胡承教授团队、国防科技大学朱凌云教授团队,在《Journal of Clinical Investigation》杂志在线发表题为 “BAF60a-dependent chromatin remodeling preserves β-cell function and contributes to the therapeutic benefits of GLP-1R agonists” 的研究论文。该研究首次揭示,SWI/SNF 家族成员 BAF60a 可通过与转录因子 Nkx6.1 协同作用,维持胰岛 β 细胞功能稳定性;同时明确了 BAF60a 对 GLP-1 受体激动剂(GLP-1RAs)治疗疗效的调控作用,为 2 型糖尿病的精准治疗提供了全新的分子靶点与策略方向。
 
 
研究团队首先借助多组学技术手段(ATAC-Seq 联合 RNA-Seq)开展系统分析,结果显示:在肥胖 / 糖尿病模型小鼠、糖尿病食蟹猴以及 2 型糖尿病患者的胰岛 β 细胞中,BAF60a 的表达水平均显著下调(图 1);进一步相关性分析证实,BAF60a 的下调程度与胰岛 β 细胞的 GSIS 功能受损程度呈正相关,提示 BAF60a 表达异常可能参与胰岛 β 细胞功能障碍的病理进程。
 

图 1. BAF60a 的表达水平在糖尿病患者胰岛 β 细胞中显著下调
   
为明确 BAF60a 在胰岛 β 细胞中的生理功能,研究团队构建了胰岛 β 细胞特异性 BAF60a 敲除小鼠(BaβKO 小鼠)。表型分析发现,即便在普通饲料喂养条件下,BaβKO 小鼠已出现空腹血糖升高、葡萄糖耐量异常,且 GSIS 双相分泌(第一相及第二相胰岛素分泌)均显著受损;当给予高脂饲料喂养后,小鼠的糖代谢紊乱表型进一步加重,证实 BAF60a 缺失会直接导致胰岛 β 细胞功能异常并加剧糖代谢损伤(图 2)。
 
图 2. BaβKO 小鼠的糖代谢和胰岛功能异常
 
已知 BAF60a 是 SWI/SNF 染色质重塑复合物的核心亚基,其本身不具备 DNA 结合结构域。为阐明其调控机制,团队通过 CUT&Tag、BioID 质谱及 Co-IP 等系列实验证实:BAF60a 可通过与胰岛 β 细胞特异性转录因子 Nkx6.1 结合,实现对 β 细胞功能相关基因染色质区域的精准靶向调控(图 3)。进一步研究发现,糖尿病相关的脂毒性炎症微环境(棕榈酸 + TNFα 处理)会破坏 BAF60a 与 Nkx6.1 的相互作用;而 BAF60a 过表达可逆转这一相互作用损伤,提示二者结合稳定性对维持胰岛 β 细胞功能至关重要。
 
图 3. BioID 实验发现 BAF60a 的调控作用依赖于转录因子 Nkx6.1
 
临床转化层面,研究团队在 13903 名东亚人群队列中开展研究,首次发现 BAF60a 存在东亚特异性突变(BAF60aV278M);表型分析显示,该突变携带者在口服葡萄糖耐量试验(OGTT)中表现出胰岛素分泌功能显著下降。为验证突变的致病机制,团队通过 CRISPR 技术构建 BAF60aV278M 突变小鼠模型,发现其呈现出与突变携带者一致的胰岛功能异常表型;进一步机制验证表明,该突变会破坏 BAF60a 与 Nkx6.1 的结合互作,而人胰岛移植实验进一步证实此突变可直接导致胰岛 β 细胞功能障碍(图 4)。
 

图 4. 人类 BAF60aV278M 突变影响胰岛功能
 
在治疗相关研究中,团队发现 BAF60a 敲除会显著下调胰岛 β 细胞中 GLP-1 受体(Glp1r)及 GIP 受体(Gipr)的表达水平,进而降低 β 细胞对 GLP-1R 激动剂 Semaglutide 的敏感性,提示 BAF60a 可能参与调控 GLP-1RAs 的临床疗效
 
综上,该研究首次将 BAF60a 定义为胰岛 β 细胞功能的 “表观遗传检查点(Chromatin remodeling checkpoint)”,填补了 2 型糖尿病胰岛 β 细胞功能障碍表观遗传调控机制的研究空白。其中,BAF60aV278M 突变可为东亚人群糖尿病风险筛查提供全新遗传标志物;而 BAF60a 对 GLP-1RAs 疗效的调控作用,也为临床治疗方案的个体化优化提供了重要依据。总体而言,该研究从多层次、多维度系统阐明了 BAF60a-Nkx6.1 调控轴在胰岛 β 细胞功能维持与药物响应中的核心作用,不仅深化了对 2 型糖尿病表观遗传调控网络的认知,更为未来开发靶向胰岛功能修复的基因疗法、实现糖尿病精准治疗提供了关键潜在靶点(图 5)。
 

图 5. 机制示意图
 
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原文点击:决胜 2026 国自然:代谢病表观遗传调控赋能慢性病智慧管理
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