基因表达的表观遗传调控已经涉及肥胖和2型糖尿病的发病机制。然而,尚未提供详细信息,例如介导环境影响的胰腺β细胞中的关键转录因子。
为了分析源自饮食诱导肥胖(DIO)小鼠模型的胰岛的全基因组顺式调控谱和转录组,我们进行了染色质免疫沉淀,结合组蛋白H3赖氨酸27乙酰化的高通量测序(ChIP-Seq)(组蛋白H3K27ac)和高通量RNA测序。通过从头基序分析检查富含差异H3K27ac区域的转录因子结合基序。对于预测的转录因子,通过在具有和不具有棕榈酸盐处理的INS-1(大鼠β细胞系)中转染特异性siRNA来进行功能丧失实验。通过ChIP和定量RT-PCR评估可能的靶基因的表观基因组和转录变化。
长期喂食高脂饮食后,C57BL / 6J小鼠肥胖,轻度葡萄糖不耐受。在39,350个胰岛顺式调节区中,13,369和4610个元件分别显示ChIP-Seq信号的增加和减少,与基因表达的全局变化显着相关。值得注意的是,增加的H3K27ac显示出独特的基因组定位,主要在近端启动子区域,通过de novo motif揭示核呼吸因子1(NRF1),GA重复结合蛋白α(GABPA)和肌细胞增强因子2A(MEF2A)的富集元素。分析,而减少的H3K27ac富集了v-maf肌肉腱膜纤维肉瘤癌基因家族蛋白K(MAFK),一种已知的β细胞负调节因子。通过siRNA介导的NRF1,GABPA或MEF2A的敲低,我们发现INS-1细胞表现出脂肪酸β-氧化基因的下调,与相关的H3K27ac的减少同时发生。此外,与DIO小鼠中的表观基因组一致,棕榈酸酯处理引起H3K27ac的增加和β-氧化基因的诱导;当NRF1,GABPA或MEF2A被抑制时,这些反应变得迟钝。
这些结果表明DNA结合蛋白和脂肪酸信号在肥胖诱导的β细胞功能的表观基因组调节中的新作用。