EDF-1蛋白在制备用于改善胰岛β细胞功能的药物组合物中的应用

本发明属于生物医药，具体涉及edf-1蛋白在制备用于改善胰岛β细胞功能的组合物中的应用。

背景技术：

1、胰岛β细胞是胰岛中的一种重要细胞类型，其在维持血糖稳态中起着关键作用。胰岛素（insulin）是调节血糖水平的重要激素。当进食后血糖升高，胰岛β细胞能感知血糖变化，将储存的insulin释放到血液中。insulin可促进细胞摄取和利用葡萄糖，如促使肌肉细胞和脂肪细胞摄取葡萄糖并转化为糖原或脂肪储存起来，从而降低血糖浓度，维持血糖平衡。正常的胰岛β细胞功能对于维持机体各组织器官的正常生理功能至关重要。稳定的血糖水平为大脑、心脏等重要器官提供持续的能量供应，保证它们正常运转。若胰岛β细胞功能受损，insulin分泌不足或作用缺陷，会引发糖尿病，导致高血糖及一系列代谢紊乱，进而损害多个器官，引发如糖尿病肾病、视网膜病变、神经病变等并发症。edf-1是最早于人内皮细胞中发现的多蛋白桥接因子1（mbf1）的同源性蛋白，由148个氨基酸构成，在脂肪、肝脏、胰腺、心脏等组织中含量丰富。既往研究显示，edf-1于内皮细胞和前脂肪细胞中通过与tata结合蛋白（tbp）结合，在细胞核中充当过氧化物酶体增殖物激活受体γ（pparγ）、类固醇生成因子1（sf-1）、肝受体类似物1（lrh-1）、肝x受体α（lxrα）等ii型核受体的转录共激活因子，参与脂质代谢。一些研究表明，在糖尿病患者的胰岛β细胞或相关组织中，

edf-1基因的表达量可能会低于正常人。因为糖尿病状态下，胰岛β细胞长期处于高糖、高脂等不良代谢环境中，可能会影响

edf-1基因的转录或其mrna的稳定性等，导致其表达下调，进而可能影响胰岛β细胞的功能和insulin的分泌等。目前，针对改善胰岛β细胞功能的治疗手段有限，且存在各种局限性。

2、因此，针对

edf-1基因或

edf-1基因寻找开发新的能够有效改善胰岛β细胞功能的药物组合物，对于糖尿病等疾病的治疗具有极其重要的意义。

技术实现思路

1、随着生活质量的提高及生活方式的改变，高脂饮食可通过引起肥胖、insulin抵抗和胰岛β细胞脂毒性损伤，从而增加罹患t2dm的风险，且胰岛β细胞的脂毒性损伤已被认为是糖尿病发生的一个重要机制。然而，脂毒性损伤的分子机制仍不完全明确，尽管现阶段有很多的糖尿病治疗药物，但现有传统药物存在诸多副作用和使用限制，因此寻找新的作用靶点及开发新的高效低毒的治疗药物刻不容缓。鉴于此，本发明的目的是提供

edf-1基因或

edf-1基因及其编码蛋白在制备用于改善胰岛β细胞功能的组合物中的应用。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供edf-1蛋白在制备用于改善胰岛β细胞功能的药物组合物中的应用，所述edf-1蛋白的氨基酸序列选自seq id no.1或seq id no.2所示序列。

4、人edf-1蛋白的氨基酸序列（seq id no.1）：

5、maesdwdtvtvlrkkgptaaqakskqailaaqrrgedvetskkwaagqnkqhsitkntakldreteelhhdrvtlevgkviqqgrqskgltqkdlatkinekpqviadyesgraipnnqvlgkieraiglklrgkdigkpiekgprak

6、鼠edf-1蛋白的氨基酸序列（seq id no.2）：

7、maesdwdtvtvlrkkgptaaqakskqailaaqrrgedvetskkwaagqnkqhsitkntakldreteelhhdrvtlevgkviqrgrqskgltqkdlatkinekpqviadyesgraipnnqvlgkieraiglklrgkdigkpiekgpkak

8、基于上述技术方案，进一步地，编码所述edf-1蛋白的基因来源于人或鼠。

9、基于上述技术方案，进一步地，所述人源基因为

edf-1基因，其核苷酸序列如seqid no.3所示；所述鼠源基因为

edf-1基因，其核苷酸序列选自seq id no.4或seq id no.5所示序列；所述

edf-1基因与

edf-1基因序列具有95%以上的同一性。

10、人

edf-1基因的核苷酸序列（seq id no.3）:

11、ctctagcagctgccgctgagccgccggacggacgctcgtcttcgcccgccatggccgagagcgactgggacacggtgacggtgctgcgcaagaagggccctacggccgcccaggccaaatccaagcaggctatcttagcggcacagagacgaggagaagatgtggagacttccaagaaatgggctgctggccagaacaaacaacattctattaccaagaacacggccaagctggaccgggagacagaggagctgcaccatgacagggtgaccctggaggtgggcaaggtgatccagcaaggtcggcagagcaaggggcttacgcagaaggacctggccacgaaaatcaatgagaagccacaggtgatcgcggactatgagagcggacgggccatacccaataaccaggtgcttggcaaaatcgagcgggccattggcctcaagctccggggaaaggacattggaaagcccatcgagaaggggcctagggcgaaatgaacacaaagcctcgaaatcagtgcgctccagctgatctcgttccgccggttccccttggccgccagttccgttctcctcacgggccgaacggaacaaggggtccagcttgcgggggaccctccccagcccattcctgctgtcaaacaaacaaaaccttgcaaagcg

12、小鼠

edf-1基因(m)的核苷酸序列（seq id no.4）：

13、gcgctggcgccggaagcggggaggcgacgaagggacgtcgcgtcgccgcgccgggtctcgagcagctgccagagccgccggacggatcgctgcccccgccgcgccatggccgagagtgactgggacaccgtgacggtgctgcgcaagaagggccccacggccgcacaggccaagtctaagcaggccatcttagcggctcagcgacgaggagaagatgtggagacatccaagaaatgggctgctggccagaacaagcagcattccattactaaaaacacagccaagctcgaccgggagaccgaggagctgcatcacgacagggtgaccctggaggtgggcaaagtgatccagcggggccggcagagcaaaggcctgacccagaaggacctggccacgaaaatcaatgagaagccgcaagtcatcgcagactatgaaagtggacgggccattccgaataaccaggttttgggcaaaattgagagagccatcg

14、gcctcaagctccgggggaaggacatcgggaagcctatcgagaaggggccgaaggcgaaatgaacacaaagcctcgaagccagtggttccggctgagctctcctggctggtcccccaggaccaccagcactgccgtgggtctcctcacatggtcaaacggaacacggggggttaggcctgtgtgccccctcaacccataactgctgtcaaacaaagcaaaccttgtaaagtgataaaaaaaaaaaaaaaaaaa

15、大鼠

edf-1基因(r)的核苷酸序列（seq id no.5）：

16、tcgcgtcgccgcgccgggtctcgagcagctgccagagccgccggacagaccgccgcccccgccgcgtcatggccgagagtgactgggacaccgtgacggtgctgcgcaagaagggccccacggccgcacaggccaagtctaagcaggccatcttagcagctcagcgacgaggagaagatgtggagacatccaaaaaatgggctgctggccagaacaagcagcattccatcactaaaaacacagccaagctagaccgggagacagaggagctgcaccacgacagggtgaccctggaggtgggcaaagtgatccagcggggccggcagagcaaaggcctgacgcagaaggacctggccacgaaaatcaatgaaaagccgcaagtcatcgcagactatgaaagtggacgggccattccgaataaccaggttttgggcaaaattgagagagccatcggcctcaagctccgggggaaggacatcgggaagcctatcgagaaggggccgaaggcgaaatgaacacaaagcctcgaagccagtggttccggctgagctcttctggctggtcccccaggaccaccagcactgccgtgggtctcctcacatggtcaaacggaacatgggggtcaggcctgtgtgccccctcaacccataactgctgtcaaacaaagcaaaaccttggaaagtga

17、

edf-1的cdna序列包含447个核苷酸的开放阅读框，可编码由148个氨基酸组成的分子量为16kda的碱性多肽。具体而言，本发明首先发现，在pa诱导的胰岛β细胞脂毒性损伤模型中，edf-1蛋白表达水平明显下降，并伴随胰岛β细胞存活率降低、insulin合成与分泌能力减弱以及脂质沉积增加。

18、基于上述技术方案，进一步地，所述组合物改善胰岛β细胞功能包括提高细胞存活率、促进insulin合成、维持β细胞特性或抑制β细胞去分化。

19、本技术采用min6和ins-1胰岛β细胞，经棕榈酸pa处理建立脂毒性损伤模型。结果显示，pa处理后细胞内insulin表达及细胞上清液中insulin含量均降低，

ins1、ins2、pdx1等insulin相关基因表达下降，同时细胞内脂滴积累增加，甘油三酯（triglyceride，tg）、总胆固醇（total cholesterol，tc）含量升高。随后采用si-rna敲低

edf-1发现，单独敲低

edf-

1对细胞存活率影响不明显，但在pa作用基础上敲低

edf-1后，insulin合成功能进一步受损，脂质沉积进一步加重。利用top10大肠杆菌构建

edf-1的过表达质粒荧光载体，转染导入细胞后，能逆转pa降低的ins-1细胞存活、能促进pa降低的ins-1细胞insulin的合成与分泌，能降低pa增加的ins-1细胞脂质沉积。在pa基础上敲低

edf-1后，β细胞功能维持基因

nkx6.1下降，去分化标志基因

aldh1a3升高，提示

edf-1减少可能诱导胰岛β细胞去分化。进一步地，本技术构建高脂饮食模型及胰岛β细胞特异性

edf-1基因敲除小鼠模型。结果显示，高脂饮食可导致小鼠糖耐量受损、血脂升高、胰腺脂质沉积增加及edf-1表达下降；而胰岛β细胞特异性敲除

edf-1后，小鼠出现持续性高血糖、糖耐量恶化、insulin释放能力受损和胰岛形态异常，并出现β细胞减少、α细胞增加及异常分布。

20、基于上述技术方案，进一步地，所述维持β细胞特性包括维持

pdx1、

nkx6.1表达。

21、基于上述技术方案，进一步地，所述抑制β细胞去分化为抑制

aldh1a3表达升高及向α细胞转分化。

22、基于上述技术方案，进一步地，所述药物组合物包含

edf-1基因、

edf-1基因、edf-1蛋白、

edf-1表达载体、

edf-1表达载体或edf-1激动剂作为活性成分及药学上可接受的载体。

23、第二方面，本发明提供一种检测胰岛β细胞功能状态或脂毒性损伤程度的方法，检测生物样本中

edf-1基因、

edf-1基因或蛋白的表达水平。

24、第三方面，本发明提供一种筛选胰岛β细胞保护药物的方法，其特征在于，以

edf-1基因、

edf-1基因或蛋白表达水平或活性作为筛选指标。

25、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

26、1.与现有技术相比，本发明首先发现

edf-1基因与胰岛β细胞脂毒性损伤及功能维持密切相关，提供了改善胰岛β细胞功能、保护β细胞抵抗代谢应激的新治疗靶点。本发明从维持胰岛β细胞自身功能和细胞身份的角度出发，为糖尿病及相关代谢性疾病防治提供了新的技术方向。

27、2.本发明发现，在pa诱导的胰岛β细胞脂毒性损伤模型中，

edf-1表达明显下降，并伴随insulin合成与分泌能力减弱、脂质沉积增加；在pa基础上敲低

edf-1后，上述损伤进一步加重。该结果提示，

edf-1可作为评价胰岛β细胞脂毒性损伤程度、糖尿病治疗效果及筛选胰岛保护药物的潜在检测标志物。

28、3.本发明发现

edf-1与胰岛β细胞insulin合成功能密切相关。通过si-rna敲低

edf-1以及过表达

edf-1实验可知，

edf-1影响insulin合成与释放。因此，本发明区别于单纯促进insulin分泌的现有技术，能够从维持insulin合成能力与改善分泌的角度改善β细胞功能。

29、4.本发明通过细胞实验和胰岛β细胞特异性

edf-1敲除小鼠模型证明，

edf-1缺失可导致

nkx6.1下降、

aldh1a3升高，并诱导β细胞减少、α细胞增加及异常分布，说明

edf-1对维持β细胞特性、抑制β细胞去分化和向α细胞转分化具有重要作用。