β细胞中删除T1D风险基因Ormdl3不影响疾病进展

《Biochemistry and Biophysics Reports》：Deletion of the T1D risk gene Ormdl3 in β-cells does not impact disease progression

　　

类黏蛋白样(Orosomucoid-like, ORMDL)蛋白是丝氨酸棕榈酰转移酶复合体的组分及神经酰胺合成的负调控因子。其中ORMDL3除参与脂质稳态外，还在炎症、内质网(ER)应激与免疫调节中发挥关键作用。17q12–q21位点（包含ORMDL3）的单核苷酸多态性(SNP)与包括1型糖尿病(T1D)在内的多种自身免疫病相关。T1D由β细胞与免疫细胞共同失调所致，但ORMDL3在发病中的角色未明。研究人员在T1D易感的非肥胖糖尿病(NOD)小鼠中特异性删除β细胞Ormdl3。分析表明，免疫浸润启动前β细胞ORMDL3缺失不影响糖尿病发病率、胰岛形态、循环胰岛素/胰高血糖素原(proinsulin)水平、胰岛炎症及免疫细胞谱。上述结果提示在此T1D临床前模型中β细胞ORMDL3功能非必需，并强调需在免疫细胞中探究ORMDL3作用，以及17q12–q21位点其他基因对T1D易感性的贡献。

研究背景与立项依据

1型糖尿病(T1D)源于免疫系统对胰腺β细胞的破坏，β细胞内源应力（内质网(ER)应激、氧化应激、代谢应激、衰老）与自身免疫共同驱动疾病。类黏蛋白样(ORMDL)家族定位于ER膜，与丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)形成复合体抑制其活性，调控鞘脂合成，并参与未折叠蛋白反应(UPR)、钙信号及炎症免疫信号。全基因组关联研究(GWAS)将17q12–q21位点（含ORMDL3及邻近GSDMB、ZPBP2）与哮喘、T1D等自身免疫病易感性关联，该区域SNP（如rs2290400）通过等位基因特异性调控ORMDL3表达影响疾病风险。人外周血白细胞及NOD小鼠胰岛中ORMDL3表达在T1D进程呈动态变化；既往研究提示ORMDL3在固有/适应免疫细胞（巨噬细胞、树突状细胞、T淋巴细胞）中调控细胞因子、UPR、钙内流与I型干扰素信号，但β细胞ORMDL3在T1D进展中的直接证据缺失。前期在C57BL/6背景下β细胞Ormdl3缺失不改变糖耐量，仅高脂饮食下胰岛超长链神经酰胺升高，故研究人员在NOD小鼠中开展β细胞特异性删除实验以明确其体内功能。该研究发表于《Biochemistry and Biophysics Reports》。

主要关键技术方法

研究使用雌性或雌性非肥胖糖尿病(NOD)/ShiLtJ小鼠（杰克逊实验室购入，回交至NOD背景>20代， congenicity 100%），通过Ormdl3^fl/+与Ormdl3^fl/+;Ins2Cre^ERT交配、哺乳期母鼠他莫昔芬诱导实现β细胞Ormdl3删除（Ormdl3^β?/?）。队列含对照Ormdl3^fl/fl、Cre-only及敲除组，每组n=16–20用于血糖监测至50周。胰岛经胶原酶消化分离；基因删除效率由胰岛qPCR检测Ormdl3及Ormdl1/2 mRNA验证。表型端包括每周6小时空腹尾尖血糖（糖尿病判定≥250 mg/dL连续两次）、血清胰岛素/胰高血糖素原ELISA、胰腺石蜡切片免疫荧光（胰岛素、胰高血糖素、生长抑素、Ki67、TUNEL、CD3/CD4/CD8/B220）、H&E胰岛炎评分（blind scored）、20周龄胰腺/脾/胰淋巴结流式细胞术（CD45/CD3/CD4/CD8/CD19/CD11b/CD11c/F4/80/NKG2D/Foxp3）免疫分型。统计用GraphPad Prism，KM法log-rank检发病率，Welch t检验检两组差异。

研究结果

1. 3.
   Results
   研究人员构建Ormdl3^β?/? NOD小鼠，qPCR证实6周龄胰岛Ormdl3 mRNA下降约80%（β细胞内角降幅更大），Ormdl1/2无代偿性转录上调。3–50周体重与6小时空腹血糖曲线与对照重叠；至50周糖尿病累积发病率（KM估计）各组无差异（Ormdl3^β?/? vs Ormdl3^fl/fl p=0.4479）。12周血清胰岛素、胰高血糖素原及比值与对照无差。12周胰腺切片胰岛素/胰高血糖素/生长抑素染色示内分泌面积占比正常；Ki67⁺β细胞比例、TUNEL⁺β细胞凋亡率与对照无差。12周H&E与CD3/CD4/CD8/B220免疫荧光示胰岛炎分级（完整/围胰岛/非侵袭/侵袭）及浸润强度无基因型差异；20周胰腺、脾脏、胰淋巴结流式显示效应T、B、Treg、巨噬、树突、NK/NKT比例均无改变。

讨论与结论翻译

1. 4.
   Conclusions and perspectives
   研究人员在NOD小鼠评估β细胞Ormdl3删除效应，发现其不改变糖尿病发病率、血清胰岛素/胰高血糖素原、胰岛架构、炎症、增殖或死亡，胰腺/脾/胰淋巴结免疫谱亦无差异，表明β细胞ORMDL3在NOD小鼠T1D进展中非必需。局限包括：ORMDL1/2蛋白水平代偿无法排除（缺亚型特异抗体）；仅在胰岛炎前删除，晚期阶段未知；未测β细胞ER应激/脂质/抗原提呈/趋化因子通路；未引入T1D相关ORMDL3变异；免疫细胞内ORMDL3及17q12–q21邻近基因（GSDMB无鼠同源、ZPBP2功能未明）贡献未被本模型捕获。结论指向未来应聚焦免疫细胞ORMDL3及位点内其他基因。
   Qiaodan Ou、Evan Fletcher Jones、Kennedy Currey与Feyza Engin（威斯康星大学麦迪逊分校生物分子化学系）完成本研究。