[发明专利]胰腺β细胞增殖的刺激

说明书

本发明是申请日2006年6月7日、标题为“胰腺β细胞增殖的刺激”申请号200680020054.8的分案申请。

技术领域

本发明提供了一种与胰腺β细胞增殖和/或胰岛素分泌相关的新型蛋白、编码该蛋白的核酸和构建体以及包含该核酸和构建体的细胞。本发明还提供了TMEM27蛋白的诊断学和治疗学应用。

背景技术

为了维持生理性生长和肥胖过程中的血糖量正常，胰腺β细胞增殖是一种重要的适应机制。越来越多的证据表明β细胞质量是动态的，并且在胰岛素抵抗和妊娠过程中对胰岛素分泌的要求有所增加，这可能引起β细胞质量迅速而明显的变化。β细胞质量由β细胞生长(复制)和β细胞死亡(凋亡)之间的平衡来控制，然而，控制β细胞质量的因素的分子基础仍有待阐明。理解β细胞质量是如何调控的，对于设计合理途径以在胰岛素抵抗状态下防止胰腺β细胞损失以及扩充用于1型糖尿病中的移植的β细胞非常重要。

在发育过程中，β细胞由胰腺祖细胞群产生。由祖细胞分化的β细胞是有丝分裂期后的，直接谱系示踪研究表明祖细胞群在胚胎形成的整个过程中持续存在，以允许新β细胞的分化。在新生儿期，新β细胞通过分化的β细胞复制而形成，引起β细胞质量的巨大增加。除了在需求增加的条件下，成人期β细胞数量几乎没有增加。在妊娠过程中，在啮齿动物和人类中，均观察到β细胞显著增殖。这是由于暴露于胎盘催乳素(PL)、催乳素(PRL)和生长激素(GH)的β细胞减数分裂活性增加。人们对病理性胰岛素抵抗状态下的生长刺激信号则理解得比较少。

几种胰岛素抵抗和糖尿病的小鼠模型，例如ob/ob和db/db小鼠或者通过胰岛素受体底物-1(IRS-1)基因失活或胰岛素受体和IRS-1的双杂合(DH)敲除产生的突变小鼠，表现出显著的胰岛增殖。相反，IRS2功能的丧失则引起β细胞显著减少和糖尿病。已知葡萄糖本身刺激β细胞复制，然而，多种上述小鼠模型在出现可检测的高血糖症之前，其总胰岛质量已经增加了。而且，大多数情况下，所述增殖反应与高血糖症水平没有关系，暗示可能有不依赖于葡萄糖的因素促进胰岛生长。

发育过程中的内分泌胰腺生长依赖于多种转录因子，所述转录因子表现出高度特异的时空表达模式，其控制细胞分化机制。在早期胰腺发育过程中，内分泌祖细胞的细胞命运决策和分泌祖细胞分化成产生激素的胰岛细胞，受到特异性转录因子顺序表达的严密调控。这些因子的表达对于维持成人(成体)生命中的正常胰腺β细胞功能也非常重要。例如，几种转录因子的突变导致2型糖尿病的一个亚型，称为青春晚期糖尿病(MODY)，其特征在于常染色体显性遗传、发病年龄早，且形成具有胰岛素分泌累积性障碍的显著高血糖症。MODY最常见的形式由编码肝细胞核因子(Tcf1)的基因突变引起。Tcf1功能丧失的突变小鼠以及转基因小鼠(其表达胰腺β细胞中天然存在的显性失活形式的人HNF-1(P291fsinsC))，由于葡萄糖刺激的胰岛素分泌障碍，表现出随年龄累积的高血糖症。这些小鼠表现出β细胞数量、增殖速率和胰腺胰岛素含量的累积性减少。这些数据表明Tcf-1靶基因对于维持正常β细胞质量也是必需的，尽管其身份仍然未知。

发明内容

在一个具体实施方式中，本发明提供一种分离的核酸，其包含编码TMEM27蛋白的基因的调控区，其中所述调控区包含至少一个Tcf1蛋白的高亲和力结合位点。在一个具体实施方式中，所述调控区具有对应于或同源于SEQ ID NO：10或11的核酸序列。在另一个具体实施方式中，所述结合位点包含对应于或同源于SEQ ID NO：12、13、14或15的核酸序列。在另一个具体实施方式中，本发明提供一种细胞，或者在另外一个具体实施方式中，提供包含本发明核酸的载体。

在另一个具体实施方式中，本发明提供一种分离的多肽，其包含TMEM27蛋白的分泌形式，其中所述多肽大小约25kDa，且包含对应于或同源于SEQ ID NO：16的序列的N-末端片段。

在另一个具体实施方式中，本发明提供一种增加胰腺β细胞质量的方法，所述方法包括用TMEM27多肽接触胰腺β细胞或可经诱导变成胰腺β细胞的细胞，且提供有利于β细胞增殖的条件。

在另一个具体实施方式中，本发明提供一种增加胰腺β细胞质量的方法，所述方法包括用编码TMEM27多肽的核酸接触胰腺β细胞或可经诱导变成胰腺β细胞的细胞，且提供有利于所述核酸表达的条件。