胰岛素诱导基因 1； INSIG1

CL6，大鼠，同系物

HGNC 批准的基因符号：INSIG1

细胞遗传学定位：7q36.3 基因组坐标（GRCh38）：7:155,297,877-155,310,234（来自 NCBI）

▼ 克隆和表达

通过胰岛素诱导后的消减杂交和差异筛选，Diamond 等人（1993）从大鼠 H35 细胞系中鉴定出一种“延迟早期基因”，命名为 CL-6。推导的 256 个氨基酸的大鼠蛋白具有高度疏水性。CL-6是H35细胞中胰岛素诱导最强的基因。Northern印迹分析显示CL-6在正常肝脏和肾脏以及再生肝脏中表达。彭等人（1997）分离出一个人类基因，并将其命名为胰岛素诱导基因 1（INSIG1）。他们发现它与翻译区域内的大鼠 CL-6 基因有 80% 的同一性。

通过对 HepG2 细胞 cDNA 文库进行 PCR，Yang 等人（2002）获得了编码INSIG1的cDNA。推导的 277 个氨基酸的蛋白质具有至少 6 个跨膜区域，与 Peng 等人报道的序列不同（1997）在残基27（ala vs thr）、31（ala vs pro）、32（ala vs pro）、99（ala vs thr）、170（val vs gly）和172（val vs gly）。人类 INSIG1 蛋白与大鼠和小鼠 Insig1 的同一性分别为 84.6% 和 84.2%。Northern blot分析检测到INSIG1在所有测试组织中表达，其中在肝脏中高表达。当细胞在不存在或存在甾醇的情况下培养时，稳定转染的 CHO 细胞中表位标记的 INSIG1 的免疫荧光显示出内质网（ER）定位。

▼ 基因功能

Yang 等人使用免疫共沉淀和串联质谱法（2002）鉴定 INSIG1 是一种 ER 蛋白，它结合 SREBP 的甾醇感应结构域（参见 184756）裂解激活蛋白（SCAP；601510），并促进 SCAP/SREBP 复合物在 ER 中的保留。在甾醇耗尽的细胞中，SCAP 护送 SREBP 从 ER 到高尔基体进行蛋白水解加工，从而使 SREBP 刺激胆固醇合成。Yang 等人使用蓝色本机 PAGE（2002）表明甾醇诱导 SCAP 与 INSIG1 的结合，并且这种结合与抑制 SCAP 从 ER 退出相关。INSIG1 的过度表达增加了细胞对甾醇介导的 SREBP 加工抑制的敏感性。突变体 SCAP（tyr298 变为 cys）无法结合 INSIG1，并且对甾醇介导的 ER 出口抑制具有抵抗力。

塞弗等人（2003）表明，HMG-CoA 还原酶（142910）的降解通过甾醇诱导的甾醇感应结构域与 ER 蛋白 INSIG1 的结合而加速。SCAP 甾醇感应结构域的过度表达抑制了加速降解，表明两种蛋白结合到 INSIG1 上的同一位点。INSIG1 与 SCAP 结合会导致 ER 滞留，而 INSIG1 与 HMG-CoA 还原酶结合会导致加速降解，而这种降解可以被蛋白酶体抑制剂阻断。作者得出结论，INSIG1 在甾醇介导的 HMG-CoA 还原酶和 SCAP 转移中发挥重要作用。

宋等人（2005）发现啮齿动物 Gp78（AMFR; 603243）是一种膜结合 E3 泛素连接酶，与 Insig1 相关。在不存在或存在甾醇的情况下，Insig1 结合 Gp78 的膜结构域，并且在添加甾醇后，HMG-CoA 还原酶被募集到复合物中。通过 RNA 干扰敲低 Gp78 可防止甾醇依赖性泛素化和内源还原酶的降解。Vcp（601023）是一种 ATP 酶，参与 ER 相关降解的泛素化后步骤，是还原酶降解所必需的，通过结合 Gp78 与 Insig1 间接相关。结果确定 GP78 是一种泛素连接酶，可启动 HMG-CoA 还原酶的甾醇依赖性降解，而 INSIG1 是 GP78/VCP 与还原酶底物之间的桥梁。

李等人（2003）提出的实验结果表明 INSIG1 表达限制成熟脂肪细胞的脂肪生成并阻止前脂肪细胞的分化。他们检查了正常小鼠在饮食引起的肥胖症发生时脂肪组织中的基因表达。INSIG1 mRNA 在高脂肪饮食中逐渐上升，在限制饮食中下降。将小鼠或人 INSIG1 转染到 3T3-L1 前脂肪细胞中，完全阻止油红 O 染色，并阻断脂肪细胞脂肪酸结合蛋白 2（FABP2; 134640）、过氧化物酶体增殖物激活受体 γ-2（PPARG2; 参见 601487）和碳水化合物反应元件结合蛋白的上调，同时减少前脂肪细胞因子 1（PREF1; 176290）的下调）。

INSIG1 中的 Asp205 和 INSIG2（608660）中的 asp149 是保守残基，紧邻 ER 膜胞质侧的第四跨膜螺旋。龚等人（2006）发现这些残基突变为丙氨酸导致 INSIG 蛋白无法结合 SCAP 并抑制 SREBP 的裂解。突变体 INSIG 在加速甾醇刺激的 HMG CoA 还原酶降解方面也无效。

徐等人（2020）表明人肝细胞癌细胞中激活的 AKT（AKT1; 164730）会在 ser90 位点磷酸化胞质磷酸烯醇丙酮酸羧激酶-1（PCK1; 614168），这是糖异生过程中的限速酶。磷酸化的 PCK1 易位至内质网，在那里它使用 GTP 作为磷酸盐供体，磷酸化 INSIG1 Ser207 和 INSIG2 Ser151。这种磷酸化减少了甾醇与INSIG1和INSIG2的结合，并破坏了INSIG蛋白和SCAP之间的相互作用，导致SCAP-SREBP复合物易位至高尔基体，激活SREBP蛋白（SREBP1，184756或SREBP2，600481）以及下游脂肪生成相关基因的转录，肿瘤细胞增殖和小鼠肿瘤发生。此外，PCK1 在 ser90 处磷酸化，INSIG1 在 ser207 处磷酸化，

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通过荧光原位杂交作图，Peng 等人（1997）将 INSIG1 基因定位到染色体 7q36。

▼ 动物模型

Takaishi 等（2004）用含有 Insig1 或 Insig2（608660） cDNA 的重组腺病毒感染 Zucker 糖尿病肥胖大鼠（参见 601007）。对照糖尿病大鼠的肝脏和血浆中的三酰甘油急剧上升，而感染Insig的大鼠则表现出肝脂肪变性和高脂血症的显着减弱。Insig 过表达还与核 Srebp1c 升高水平的降低和 Srebp1c 脂肪生成靶酶表达的降低有关。在正常动物中，Insigs 的过度表达减少了由重新喂养引起的 Srebp1c mRNA 及其靶酶的增加。高石等人（2004）得出结论，两种 Insig 都具有抗脂肪生成作用。

恩格尔金等人（2005）发现，虽然野生型小鼠中的胆固醇喂养减少了核 Srebps 和脂肪生成 mRNA，但这种反馈反应在 Insig1/Insig2 双敲除小鼠中严重减弱，并且胆固醇和脂肪酸的合成没有受到抑制。

在皮质神经元培养中，Taghibiglou 等人（2009）发现 NMDA 受体的激活导致 SREBP1 的激活和核积累增加。该激活主要由包含 NR2B（138252）亚基的受体介导。胆固醇抑制 NMDAR 依赖性 SREBP1 激活可减少 NMDA 诱导的兴奋性毒性细胞死亡。同样，针对 SREBP1 的 shRNA 也导致培养物中细胞死亡减少。这些发现表明 SREBP1 是 NMDA 诱导的兴奋性毒性的介质。NMDAR 介导的 SREBP1 激活是由于 Insig1 降解增加造成的，可以用干扰肽来抑制这种降解。在局灶性缺血性中风的大鼠模型中，全身施用 INSIG1 干扰肽可阻止 SREBP1 激活，显着减少神经元损伤。