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HNF1α是同源结构域(POU)家族的一个蛋白质,是肝脏中的重要转录因子,调控生物体内葡萄糖、氨基酸等多种代谢过程。HNF1α与多种蛋白质存在相互作用,以不同的蛋白质复合体调节转录、蛋白质合成、葡萄糖代谢等多种生物学过程。当HNF1α的分泌不足或由于突变导致功能不足时,临床上会引起Ⅲ型青少年发病的成人糖尿病,即MODY3。MODY3是一种单基因突变导致的疾病,因此探究HNF1α对代谢的调控对于MODY3的诊断与治疗有着重要的意义。实验室前期通过IP-MS检测了 HNF1α的翻译后修饰,发现HNF1α在Ser249位点存在磷酸化,同时发现HNF1α存在乙酰化并且Lys117是一个潜在的乙酰化位点,在MODY3临床的样本中也存在着Lys117位点的突变。为了验证HNF1α在Lys117位点存在乙酰化,我们用Sirt家族抑制剂NAM和HDAC家族抑制剂TSA处理细胞,发现HNF1α的乙酰化水平升高,这说明HNF1α存在乙酰化。将Lys117位点突变后,重复上述实验,发现HNF1α的乙酰化水平并未发生改变。这说明Lys117位点是HNF1α的乙酰化位点。通过荧光素酶报告基因系统检测HNF1α的转录活性,我们发现,NAM/TSA处理细胞提高HNF1α的转录活性,EP300提高HNF1α的转录活性并且EP300失活突变体减弱HNF1α转录活性,Lys117位点突变后显著降低HNF1α的转录活性并几乎不受NAM/TSA抑制剂影响。Reαl-Time PCR检测HNF1α下游靶基因的表达,NAM/TSA处理后下游靶基因表达有不同程度的上调。这说明HNF1α乙酰化增强可能提高其转录活性。EMSA与ChIP的结果共同显示NAM/TSA处理后HNF1α的DNA结合能力增加。Co-IP结果显示,在HNF1αLys117位点突变后,二聚化能力减弱一半。这说明乙酰化可能是通过影响二聚体形成影响HNF1α的DNA结合能力,进而影响了转录活性。为了进一步探究Lys117位点在生物体内的作用,我们构建了人源HNF1αK117E-Knockin小鼠模型。经检测,K117E小鼠与野生型小鼠在脏器指数、血生化指标上无明显差异,肝脏、肾脏、小肠结构正常。K117E小鼠在40周后体重轻于野生小鼠,之前没有差异。K117E小鼠的胰岛素水平和肝糖原水平均低于野生型小鼠。K117E小鼠在葡萄糖、丙酮酸耐受上表现正常,而在胰岛素耐受中血糖下降快于野生型小鼠。这些结果提示我们Lys117位点可能在肝脏糖原合成、胰岛素的分泌和感受中存在重要意义。为了探究HNF1αSer249位点磷酸化对生物体的影响,我们构建了过表达HNF1αS249A转基因小鼠模型。我们先后检测了该小鼠与同窝对照组与野生型转基因小鼠血浆中葡萄糖、胰岛素、甘油三酯和游离脂肪酸水平,发现S249A小鼠血浆中胰岛素水平显著降低,甘油三酯水平显著增加,其余指标没有差异。取肝脏匀浆重复检测,S249A小鼠肝糖原水平显著降低,游离脂肪酸水平显著增加,其余指标没有差异。同时我们也检测了该小鼠中HNF1α部分下游靶基因的表达,S249A小鼠在G6pc、Gyk、Glut2等葡萄糖代谢及转运基因的表达显著下调。说明S249A小鼠在葡萄糖及肝脏脂质代谢上存在一定异常。以上研究表明HNF1α的磷酸化和乙酰化均对生物体的糖代谢调控发挥重要作用,并且调控机制可能不同,和MODY3之间的联系有待进一步发掘。