Regulation and mechanism of <italic style="font-style: italic">Gm49394</italic> on islet-β cell apoptosis

LIU Dong; ZHAO Qingyuan; YANG Shushu; ZHANG Mengjun; LI Jie; LI Yuhao; WANG Li; WU Yuzhang

doi:10.16016/j.2097-0927.202507031

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Regulation and mechanism of Gm49394 on islet-β cell apoptosis

Basic Medicine | 更新时间：2025-09-28

- Regulation and mechanism of Gm49394 on islet-β cell apoptosis
- Journal of Army Medical University Vol. 47, Issue 18, Pages: 2211-2222(2025)
- 作者机构：
  
  1.陆军军医大学（第三军医大学）：，基础医学院免疫学教研室
  2.实验动物学教研室
  3.药学与检验医学系药物分析学教研室，重庆
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the General Program of National Natural Science Foundation of China(82071825;81871301);the Major Scientific Research Project of Chongqing Education Commission(KJZD-M202512801)
- DOI：10.16016/j.2097-0927.202507031
  CLC： R322.57;R329.28;R394.3
- Received：08 July 2025，
  
  Revised：2025-09-02，
  
  Accepted：02 September 2025，
  
  Published：30 September 2025
- 稿件说明：
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刘东，赵清远，杨数数，等.Gm49394对胰岛β细胞凋亡的调控及机制研究［J］.陆军军医大学学报，2025，47（18）：2211-2222.DOI：10.16016/j.2097-0927.202507031.

LIU DONG，ZHAO QINGYUAN，YANG SHUSHU，et al.Regulation and mechanism of Gm49394 on islet-β cell apoptosis［J］.J Army Med Univ，2025，47（18）：2211-2222.DOI：10.16016/j.2097-0927.202507031.
刘东，赵清远，杨数数，等.Gm49394对胰岛β细胞凋亡的调控及机制研究［J］.陆军军医大学学报，2025，47（18）：2211-2222.DOI：10.16016/j.2097-0927.202507031. DOI：

LIU DONG，ZHAO QINGYUAN，YANG SHUSHU，et al.Regulation and mechanism of Gm49394 on islet-β cell apoptosis［J］.J Army Med Univ，2025，47（18）：2211-2222.DOI：10.16016/j.2097-0927.202507031. DOI：

摘要

目的

研究功能未知基因

Gm49394

参与糖尿病背景下胰岛β细胞凋亡的调控及可能机制。

方法

通过RNA荧光原位杂交技术（RNA fluorescence in situ hybridization， RNA-FISH）、Western blot、免疫荧光染色（immunofluorescence， IF）、实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR，qPCR）检测

Gm49394

在胰岛β细胞系（NIT-1和Min6）及非胰岛β细胞系（293T、3T3L1、B16、LS174T）的表达及翻译活性；通过构建过表达/敲低稳转细胞株（NIT-1/Min6），在稳态以及葡萄糖（30 mmol/L）、单独IFN-γ（10 ng/mL）或联合IL-6（10 ng/mL）、H

（100 μmol/L）等病理应激条件下，采用流式细胞术和Western blot检测β细胞增殖、凋亡、线粒体功能，及氧化应激和内质网应激标志。

结果

RNA-FISH和qPCR结果显示基因

Gm49394

在胰岛β细胞系中特异性表达，并受高糖或炎症因子刺激而上调；IF及Western blot结果显示

Gm49394

具有蛋白编码活性；流式细胞术和Western blot结果显示

Gm49394

过表达不影响β细胞增殖，但显著促进稳态和病理应激条件下的β细胞凋亡，并增加活性氧（reactive oxygen species， ROS）及线粒体超氧化物（mitochondrial superoxide， MitoSOX）水平（

0.05）；稳态条件下，

Gm49394

敲低对β细胞增殖、凋亡、ROS及MitoSOX均无显著影响，但

Gm49394

敲低能显著抑制病理应激条件下的β细胞凋亡，同时显著抑制氧化应激和内质网应激（

0.05）。

结论

基因

Gm49394

可能通过氧化应激和内质网应激促进胰岛β细胞的凋亡。

Abstract

Objective

To explore the potential role and underlying mechanism of the functionally uncharacterized gene

Gm49394

on regulating β-cell apoptosis under diabetic conditions.

Methods

The expression and translational activity of

Gm49394

in pancreatic β-cell lines and non-β-cell lines were validated using RNA fluorescence

in situ

hybridization (RNA-FISH)

quantitative real-time PCR (qPCR)

Western blotting

and immunofluorescence (IF) assay. The β-cell lines (NIT-1/Min6) with

Gm49394

overexpression or knockdown were constructed. The proliferation

apoptosis

mitochondrial function

as well as oxidative stress and endoplasmic reticulum stress markers in these β-cell lines under physiological homeostasis or pathological stress conditions

such as high glucose (30 mmol/L)

inflammation (10 ng/mL IFN-γ alone or combined with 10 ng/mL IL-6)

and hydrogen peroxide (100 μmol/L H

) were detected by flow cytometry and Western blotting.

Results

RNA-FISH and qPCR indicated that

Gm49394

was specifically expressed in pancreatic β-cell lines and up-regulated under high glucose or inflammatory stimulation. IF assay and Western blotting showed that

Gm49394

had protein-coding activity. Flow cytometry and Western blotting identified that

Gm49394

overexpression did not affect β-cell proliferation

but promoted β-cell apoptosis and increased reactive oxygen species (ROS) and mitochondrial superoxide (MitoSOX) levels in β cells under physiological homeostasis or pathological stress conditions (

0.05). Under physiological conditions

Gm49394

knockdown failed to induce significant alterations on β-cell apoptosis

ROS

or MitoSOX levels. Under pathological stress conditions

Gm49394

knockdown significantly suppressed β-cell proliferation

apoptosis

as well as oxidative and endoplasmic reticulum stress (

0.05).

Conclusion

Gm49394

may promote β-cell apoptosis

via

oxidative stress and endoplasmic reticulum stress.

关键词

Keywords

references

MAGLIANO D J ， BOYKO E J D A . IDF Diabetes Atlas ［M］. Brussels ： International Diabetes Federation ， 2021 .

COLE J B ， FLOREZ J C . Genetics of diabetes mellitus and diabetes complications ［J］. Nat Rev Nephrol ， 2020 ， 16 （ 7 ）： 377 - 390 . DOI： 10.1038/s41581-020-0278-5 http://dx.doi.org/10.1038/s41581-020-0278-5 .

HAMBLIN P S ， RUSSELL A W ， TALIC S ， et al . The growing range of complications of diabetes mellitus ［J］. Trends Endocrinol Metab ， 2025 ： S1043- S2760 （24）00328-X. DOI： 10.1016/j.tem.2024.12.006 http://dx.doi.org/10.1016/j.tem.2024.12.006 .

QUATTRIN T ， MASTRANDREA L D ， WALKER L S K . Type 1 diabetes ［J］. Lancet ， 2023 ， 401 （ 10394 ）： 2149 - 2162 . DOI： 10.1016/S0140-6736（23）00223-4 http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736（23）00223-4 .

CHOW E Y K ， CHAN J C N . Insulin resistance versus β-cell dysfunction in type 2 diabetes： where public and personalised health meet ［J］. Lancet Diabetes Endocrinol ， 2020 ， 8 （ 2 ）： 92 - 93 . DOI： 10.1016/S2213-8587（19）30421-8 http://dx.doi.org/10.1016/S2213-8587（19）30421-8 .

EIZIRIK D L ， PASQUALI L ， CNOP M . Pancreatic β-cells in type 1 and type 2 diabetes mellitus： different pathways to failure ［J］. Nat Rev Endocrinol ， 2020 ， 16 （ 7 ）： 349 - 362 . DOI： 10.1038/s41574-020-0355-7 http://dx.doi.org/10.1038/s41574-020-0355-7 .

TIAN Y ， ZHANG Y W ， FU X H . β cell senescence as a common contributor to type 1 and type 2 diabetes ［J］. Trends Mol Med ， 2019 ， 25 （ 9 ）： 735 - 737 . DOI： 10.1016/j.molmed.2019.07.009 http://dx.doi.org/10.1016/j.molmed.2019.07.009 .

REMEDI M S ， EMFINGER C . Pancreatic β-cell identity in diabetes ［J］. Diabetes Obesity Metabolism ， 2016 ， 18 （ S1 ）： 110 - 116 . DOI： 10.1111/dom.12727 http://dx.doi.org/10.1111/dom.12727 .

BELLIN M D ， DUNN T B . Transplant strategies for type 1 diabetes： whole pancreas， islet and porcine beta cell therapies ［J］. Diabetologia ， 2020 ， 63 （ 10 ）： 2049 - 2056 . DOI： 10.1007/s00125-020-05184-7 http://dx.doi.org/10.1007/s00125-020-05184-7 .

BUX RODEMAN K ， HATIPOGLU B . Beta-cell therapies for type 1 diabetes： Transplants and bionics ［J］. Cleve Clin J Med ， 2018 ， 85 （ 12 ）： 931 - 937 . DOI： 10.3949/ccjm.85a.17088 http://dx.doi.org/10.3949/ccjm.85a.17088 .

KWAK S H ， SRINIVASAN S ， CHEN L ， et al . Genetic architecture and biology of youth-onset type 2 diabetes ［J］. Nat Metab ， 2024 ， 6 （ 2 ）： 226 - 237 . DOI： 10.1038/s42255-023-00970-0 http://dx.doi.org/10.1038/s42255-023-00970-0 .

MALLONE R ， HALLIEZ C ， RUI J X ， et al . The β-cell in type 1 diabetes pathogenesis： a victim of circumstances or an instigator of tragic events ［J］. Diabetes ， 2022 ， 71 （ 8 ）： 1603 - 1610 . DOI： 10.2337/dbi21-0036 http://dx.doi.org/10.2337/dbi21-0036 .

SIVRI D ， AKDEVELIOĞLU Y . Effect of fatty acids on glucose metabolism and type 2 diabetes ［J］. Nutr Rev ， 2025 ， 83 （ 5 ）： 897 - 907 . DOI： 10.1093/nutrit/nuae165 http://dx.doi.org/10.1093/nutrit/nuae165 .

O’RAHILLY S . Human genetics illuminates the paths to metabolic disease ［J］. Nature ， 2009 ， 462 （ 7271 ）： 307 - 314 . DOI： 10.1038/nature08532 http://dx.doi.org/10.1038/nature08532 .

BENSELLAM M ， JONAS J C ， LAYBUTT D R . Mechanisms of β-cell dedifferentiation in diabetes： recent findings and future research directions ［J］. J Endocrinol ， 2018 ， 236 （ 2 ）： R109 - R143 . DOI： 10.1530/JOE-17-0516 http://dx.doi.org/10.1530/JOE-17-0516 .

GIRI B ， DEY S ， DAS T ， et al . Chronic hyperglycemia mediated physiological alteration and metabolic distortion leads to organ dysfunction， infection， cancer progression and other pathophysiological consequences： an update on glucose toxicity ［J］. Biomed Pharmacother ， 2018 ， 107 ： 306 - 328 . DOI： 10.1016/j.biopha.2018.07.157 http://dx.doi.org/10.1016/j.biopha.2018.07.157 .

KIM J Y ， LEE J ， KIM S G ， et al . Recent glycemia is a major determinant of β-cell function in type 2 diabetes mellitus ［J］. Diabetes Metab J ， 2024 ， 48 （ 6 ）： 1135 - 1146 . DOI： 10.4093/dmj.2023.0359 http://dx.doi.org/10.4093/dmj.2023.0359 .

LI X Q ， WANG L N ， MENG G ， et al . Sustained high glucose intake accelerates type 1 diabetes in NOD mice ［J］. Front Endocrinol ， 2022 ， 13 ： 1037822 . DOI： 10.3389/fendo.2022.1037822 http://dx.doi.org/10.3389/fendo.2022.1037822 .

FONSECA S G ， GROMADA J ， URANO F . Endoplasmic reticulum stress and pancreatic β-cell death ［J］. Trends Endocrinol Metab ， 2011 ， 22 （ 7 ）： 266 - 274 . DOI： 10.1016/j.tem.2011.02.008 http://dx.doi.org/10.1016/j.tem.2011.02.008 .

GHOSH R ， COLON-NEGRON K ， PAPA F R . Endoplasmic reticulum stress， degeneration of pancreatic islet β-cells， and therapeutic modulation of the unfolded protein response in diabetes ［J］. Mol Metab ， 2019 ， 27 ： S60 - S68 . DOI： 10.1016/j.molmet.2019.06.012 http://dx.doi.org/10.1016/j.molmet.2019.06.012 .

LEENDERS F ， GROEN N ， DE GRAAF N ， et al . Oxidative stress leads to β-cell dysfunction through loss of β-cell identity ［J］. Front Immunol ， 2021 ， 12 ： 690379 . DOI： 10.3389/fimmu.2021.690379 http://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2021.690379 .

SEGERSTOLPE Å ， PALASANTZA A ， ELIASSON P ， et al . Single-cell transcriptome profiling of human pancreatic islets in health and type 2 diabetes ［J］. Cell Metab ， 2016 ， 24 （ 4 ）： 593 - 607 . DOI： 10.1016/j.cmet.2016.08.020 http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2016.08.020 .

BARON M ， VERES A ， WOLOCK S L ， et al . A single-cell transcriptomic map of the human and mouse pancreas reveals inter- and intra-cell population structure ［J］. Cell Syst ， 2016 ， 3 （ 4 ）： 346 - 360.e4 . DOI： 10.1016/j.cels.2016.08.011 http://dx.doi.org/10.1016/j.cels.2016.08.011 .

李向前，王丽娜，张梦军，等 . 高糖环境对胰岛β细胞系转录组表达谱的影响［J］. 第三军医大学学报， 2021 ， 43 （ 7 ）： 584 - 592 . DOI： 10.16016/j.1000-5404.202011146 http://dx.doi.org/10.16016/j.1000-5404.202011146 .

LI X Q ， WANG L N ， ZHANG M J ， et al . Effect of high glucose environment on transcriptome expression profile of islet β cell line ［J］. J Third Mil Med Univ ， 2021 ， 43 （ 7 ）： 584 - 592 . DOI： 10.16016/j.1000-5404.202011146 http://dx.doi.org/10.16016/j.1000-5404.202011146 .

BOUATIA-NAJI N ， ROCHELEAU G ， VAN LOMMEL L ， et al . A polymorphism within the G6PC2 gene is associated with fasting plasma glucose levels ［J］. Science ， 2008 ， 320 （ 5879 ）： 1085 - 1088 . DOI： 10.1126/science.1156849 http://dx.doi.org/10.1126/science.1156849 .

HAN B Y ， SERRA P ， AMRANI A ， et al . Prevention of diabetes by manipulation of anti-IGRP autoimmunity： high efficiency of a low-affinity peptide ［J］. Nat Med ， 2005 ， 11 （ 6 ）： 645 - 652 . DOI： 10.1038/nm1250 http://dx.doi.org/10.1038/nm1250 .

SEIMON T A ， NADOLSKI M J ， LIAO X H ， et al . Atherogenic lipids and lipoproteins trigger CD36-TLR2-dependent apoptosis in macrophages undergoing endoplasmic reticulum stress ［J］. Cell Metab ， 2010 ， 12 （ 5 ）： 467 - 482 . DOI： 10.1016/j.cmet.2010.09.010 http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2010.09.010 .

XIAO W S ， WANG R S ， HANDY D E ， et al . NAD（H） and NADP（H） redox couples and cellular energy metabolism ［J］. Antioxid Redox Signal ， 2018 ， 28 （ 3 ）： 251 - 272 . DOI： 10.1089/ars.2017.7216 http://dx.doi.org/10.1089/ars.2017.7216 .

WEIR G C . Glucolipotoxicity， β-cells， and diabetes： the emperor has No clothes ［J］. Diabetes ， 2020 ， 69 （ 3 ）： 273 - 278 . DOI： 10.2337/db19-0138 http://dx.doi.org/10.2337/db19-0138 .

YOU Y J ， KIM J ， RAIZEN D M ， et al . Insulin， cGMP， and TGF-beta signals regulate food intake and quiescence in C. elegans： a model for satiety ［J］. Cell Metab ， 2008 ， 7 （ 3 ）： 249 - 257 . DOI： 10.1016/j.cmet.2008.01.005 http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2008.01.005 .

TSAI J W ， LIAN W N ， KEMAL S ， et al . Kinesin 3 and cytoplasmic dynein mediate interkinetic nuclear migration in neural stem cells ［J］. Nat Neurosci ， 2010 ， 13 （ 12 ）： 1463 - 1471 . DOI： 10.1038/nn.2665 http://dx.doi.org/10.1038/nn.2665 .

GORBOULEV V ， SCHÜRMANN A ， VALLON V ， et al . Na（+）-D-glucose cotransporter SGLT1 is pivotal for intestinal glucose absorption and glucose-dependent incretin secretion ［J］. Diabetes ， 2012 ， 61 （ 1 ）： 187 - 196 . DOI： 10.2337/db11-1029 http://dx.doi.org/10.2337/db11-1029 .

GRAY L R ， SULTANA M R ， RAUCKHORST A J ， et al . Hepatic mitochondrial pyruvate carrier 1 is required for efficient regulation of gluconeogenesis and whole-body glucose homeostasis ［J］. Cell Metab ， 2015 ， 22 （ 4 ）： 669 - 681 . DOI： 10.1016/j.cmet.2015.07.027 http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2015.07.027 .

YANG W W ， XIA Y ， HAWKE D ， et al . PKM2 phosphorylates histone H3 and promotes gene transcription and tumorigenesis ［J］. Cell ， 2012 ， 150 （ 4 ）： 685 - 696 . DOI： 10.1016/j.cell.2012.07.018 http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2012.07.018 .

KOETH R A ， LEVISON B S ， CULLEY M K ， et al . γ-Butyrobetaine is a proatherogenic intermediate in gut microbial metabolism of L-carnitine to TMAO ［J］. Cell Metab ， 2014 ， 20 （ 5 ）： 799 - 812 . DOI： 10.1016/j.cmet. 2014. 10.006 http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2014.10.006 .

景晓锐，刘佳，孙飞，等 . 2型糖尿病患者胰腺硬度与胰岛功能关系的研究［J］. 空军军医大学学报， 2025 ， 46 （ 2 ）： 222 - 225 . DOI： 10.13276/j.issn.2097-1656.2025.02.014 http://dx.doi.org/10.13276/j.issn.2097-1656.2025.02.014 .

JING X R ， LIU J ， SUN F ， et al . Study on the relationship between pancreatic stiffness and pancreatic islet function in patients with type 2 diabetes mellitus ［J］. J Air Force Med Univ ， 2025 ， 46 （ 2 ）： 222 - 225 . DOI： 10.13276/j.issn.2097-1656.2025.02.014 http://dx.doi.org/10.13276/j.issn.2097-1656.2025.02.014 .

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Regulation and mechanism of Gm49394 on islet-β cell apoptosis

DOI：10.16016/j.2097-0927.202507031

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