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GLUT4是脂肪细胞和肌细胞内最主要的葡萄糖转运蛋白，胰岛素调控的GLUT4膜转运对于机体血糖平衡的维持至关重要。GLUT4的转运障碍是机体产生胰岛素抵抗或患有2型糖尿病的主要表现之一。人们发现胰岛素可调控GLUT4膜转位至今已有近30年，有关GLUT4的功能、分布及转运的研究使我们对GLUT4的了解不断完善，但是仍有许多未知在等待我们去探索。在脂肪细胞中knockdown Rab10后不仅降低了胰岛素刺激状态下的GLUT4膜转运，也降低了静息状态下的GLUT4膜转运，说明Rab10参与了胰岛素信号通路以外的GLUT4调控途径。通过监测胰岛素刺激后不同时间点GLUT4的膜转运情况发现，Rab10knockdown减缓了胰岛素刺激初期GLUT4向细胞膜的转运，TIRFM实验进一步证明了Rab10参与了GLUT4膜转运的“融合前”步骤。随后我们在Rab10 knockdown稳定株细胞中过表达LGL1时，发现在静息状态下能观察到GLUT4膜转运明显增加，通过对细胞膜上Rab10的检测发现，无论胰岛素刺激与否，过表达LGL1后都会使得细胞膜上的Rab10增加约20％。 本文利用dSTORM技术在单分子水平研究了细胞膜上GLUT4的分布情况。发现胰岛素刺激使得细胞膜上的GLUT4分布模式趋向于形成小簇或更加随机、弥散的状态，而胰岛素抵抗时细胞质膜表面的GLUT4呈现出更趋向于成簇或形成较大的簇的分布状态;同时，GLUT4蛋白N-端的F5QQI序列突变后发现此时的GLUT4在质膜上分布的聚集程度增高，在用MβCD破坏脂筏后，完整细胞的质膜上的突变型GLUT4的分布模式则会变得倾向于形成较小蛋白簇或更加随机、弥散。确认了Rab10参与的是GLUT4膜转运的“融合前”步骤，活性形式的Rab10-GTP被AS160转化为非活性形式的Rab10-GDP，而LGL1可以将Rab10-GDP活化为Rab10-GTP。此外，我们还在分子水平上揭示了细胞膜上GLUT4的分布模式，发现胰岛素刺激和胰岛素抵抗都可以对其分布产生影响，并且GLUT4在膜上的分布模式与N-端F5QQI序列及脂筏有关。为胰岛素抵抗引起的GLUT4分布模式及功能研究提供了重要的新观点。