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目的:构建钙结合蛋白(Calcium-binding protein)S100A16基因全身敲除小鼠模型,高脂喂养构建饮食诱导肥胖小鼠模型(Diet induced obesity model,DIO),同时利用HepG2细胞系构建胰岛素抵抗模型,进一步探讨S100A16的生物学功能及其在肥胖和胰岛素抵抗中的作用及其机制。方法:第一步:利用基因表达调控系统(即Cre/loxP系统)构建S100A16全身敲除小鼠。采用聚合酶链式反应(PCR)、实时荧光定量PCR(RT-PCR)、蛋白质印迹(Western blot,WB)方法验证其转录及翻译水平的表达。第二步:选用5周龄的S100A16全身敲除小鼠(杂合子小鼠,S100A16Ko+/-)与正常C57BL/6(B6,即野生型Wild type,WT)雄性小鼠为研究对象,进行高脂喂养构建饮食诱导肥胖小鼠模型。将2种不同基因型的小鼠随机分成正常饮食组(No high fat,NFD)和高脂饮食组(High fat,HFD),共4组,①正常对照组(NFDWT),n=10、②B6高脂组(HFDWT),n=10、③S100A16 Ko+/-普脂组(NFD+/-),n=10、④S100A16Ko+/-高脂组(HFD+/-),n=10。不同饮食喂养13周,每周称量并记录小鼠体重、随机血糖、于5周龄和17周龄时进行腹腔糖耐量试验(Introperitoneal glucose tolerance test,IPGTT)和于6周龄和18周龄时进行胰岛素耐量试验(Insulin tolerance test,ITT)。18周时取材,取血测定血清甘油三脂(Triglyceride,TG)、总胆固醇(Cholesterol,TC)等糖脂代谢相关生化指标;记录附睾、肾周等内脏脂肪重量,并利用病理染色方法观察病理学改变,同时应用RT-PCR、WB等实验手段检测S100A16及相关基因在小鼠脂肪及肝脏组织中的表达,初步探索其相关作用机制。构建动物模型的同时细胞模型。采用10-7μmol/L胰岛素诱导人HepG2肝癌细胞系产生胰岛素抵抗,分析胰岛素抵抗与S100A16的关系。结果:(1)S100A16基因全身敲除杂合子(S100A16 Ko+-)小鼠可成功饲养繁殖,子代雌雄性别出生率无差异;目前仍未生出纯合子小鼠(KO-/-)。S100A16Ko+/-小鼠脂肪、骨骼肌、肝脏、心肌、肺组织中S100A16转录水平与蛋白表达量显著下降。(2)DIO模型中,普脂S100A16 Ko+/-组与正常对照组相比:体重、脂肪重量、TG、TC、LDL无明显差异。给予高脂饮食后,高脂组与普脂组相比:体重、脂肪重量、TG、TC、LDL明显增加,S100A16、Wnt和β-catenin上调。高脂S100A16 Ko+/-组与高脂WT组相比:体重、脂肪重量、TG明显下降,S100A16、Wnt和 β-catenin下调,HDL上调。(3)胰岛素诱导人HepG2细胞系发生胰岛素抵抗,结果发现IRS-2下调,S100A16表达上调。结论:(1)成功建立了 S100A16全身敲除小鼠模型,为进一步研究S100A16的生物学功能及分子机制提供了动物模型。(2)S100A16与体重的增加和脂肪的聚集密切相关,S100A16可能通过影响Wnt/β-catenin通路从而对肥胖进行调节。(3)S100A16与胰岛素抵抗相关。S100A16在机体广泛表达,具有多种生物学功能。未生出纯合子小鼠,可能提示我们S100A16与生殖或胚胎致畸相关。后期,我们可以在细胞水平利用Wnt/β-catenin通路的特异性阻断剂ICG-001阻断这一通路,观察S100A16的变化。同时可以利用高通量技术(基因芯片、质谱分析等)筛选相关作用底物。S100A16与肥胖和胰岛素抵抗相关,但其具体的分子机制还需进一步深入研究。