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近年来，由血脂代谢异常所导致的动脉粥样硬化、冠心病等心脑血管疾病已经成为人类生命健康的重要威胁。然而，大量的研究表明，血脂代谢作为一种复杂性状，其表型受到遗传和环境等因素的影响，即个体的血脂代谢除了受到基因的调控外，还受到环境的直接作用以及基因和环境的互作。因此，对血脂代谢相关基因及其环境因素的研究对于预防和治疗血脂代谢异常相关疾病至关重要。
在第二章中，进行候选基因和细胞模型的筛选。通过对课题组前期筛选到的39个关键基因进行生物信息学分析，结合相关生物学数据库最终选择Tmem176a、Smyd3和Atic作为血脂代谢相关候选基因。并且，分别选择Srebf2和Hlx作为血脂代谢阳性基因和阴性基因并构建其过表达载体。在细胞模型的使用上，对四种细胞系进行血脂代谢相关基因的表达谱检测，主成分分析和层次聚类分析表明Hepa1-6和Hepa1c1c7细胞与小鼠原代肝细胞最为接近，可以作为后续实验的细胞模型。
在第三章中，对候选基因的功能进行初步验证。首先构建Tmem176a、Smyd3和Atic基因的过表达载体，分别转染Hepa1-6和Hepa1c1c7细胞后，通过实时荧光定量PCR（qPCR）选择过表达效率更高的Hepa1-6细胞模型开展后续研究。分别过表达Atic、Smyd3、Srebf2及Hlx所得的血脂代谢相关基因表达谱显示，Atic和Smyd3基因与血脂代谢无相关性。过表达Tmem176a基因后，Abcg4、Npc2、Cpt1a、Apob、Apoc1、Apoc2和Apoc3等基因的mRNA表达水平发生了显著改变（P＜0.05），这提示Tmem176a可能在脂蛋白代谢、血脂转运等调控过程中发挥重要作用。基因敲低实验和油红O染色实验的结果也进一步证实了此结论的真实性。转录组测序结果显示，Tmem176a在Hepa1-6中过表达或敲低后分别产生了424和405个差异表达基因（DEGs）。这些DEGs的GO和KEGG分析结果表明，许多DEGs富集到了与血脂代谢相关的生物学过程及信号通路，因此认为，Tmem176a可作为调控网络的核心基因参与血脂代谢。
在第四章中，采用基因和雷帕霉素联合诱导的Hepa1-6细胞模型，模拟基因-环境相互作用，凸显Tmem176a基因的表型，探究Tmem176a基因与血脂代谢的关系。对Hepa1-6细胞进行不同浓度雷帕霉素的诱导后，通过细胞形态学观察、MTT和qPCR实验确定药物最适实验浓度，之后联合基因和雷帕霉素共同处理细胞。油红O染色和qPCR结果显示，雷帕霉素和过表达Tmem176a（Rapa+OE-Tmem176a）的联合处理组较对照组（Rapa）表现出了表型rescue能力；而在雷帕霉素和Tmem176a敲低（Rapa+KD-Tmem176a）的联合处理组中，其表型进一步加重，因此推测Tmem176a可能是以正向调控的方式参与血脂代谢。RNA-seq结果显示，过表达或敲低Tmem176a与雷帕霉素的联合实验组（Rapa+OE/KD-Tmem176a）与对照组的血脂代谢相关DEGs均显著多于单过表达或单敲低Tmem176a组（OE/KD-Tmem176a）。这些结果表明构建的基因-环境互作细胞模型成功，能够将Tmem176a基因对表型的贡献度放大，从而验证其基因功能。
综上所述，通过构建良好的细胞模型，对筛选到的候选基因Tmem176a、Atic和Smyd3的功能进行了初步验证，最终在细胞水平和mRNA水平证明Tmem176a可以作为血脂代谢相关基因参与到复杂的血脂代谢过程当中。本研究为解决血脂代谢复杂性状的相关问题提供了创新且有益的方案和模型，研究结果将有助于阐明小鼠血脂代谢的相关机制，并为后续研究提供理论指导。
在第二章中，进行候选基因和细胞模型的筛选。通过对课题组前期筛选到的39个关键基因进行生物信息学分析，结合相关生物学数据库最终选择Tmem176a、Smyd3和Atic作为血脂代谢相关候选基因。并且，分别选择Srebf2和Hlx作为血脂代谢阳性基因和阴性基因并构建其过表达载体。在细胞模型的使用上，对四种细胞系进行血脂代谢相关基因的表达谱检测，主成分分析和层次聚类分析表明Hepa1-6和Hepa1c1c7细胞与小鼠原代肝细胞最为接近，可以作为后续实验的细胞模型。
在第三章中，对候选基因的功能进行初步验证。首先构建Tmem176a、Smyd3和Atic基因的过表达载体，分别转染Hepa1-6和Hepa1c1c7细胞后，通过实时荧光定量PCR（qPCR）选择过表达效率更高的Hepa1-6细胞模型开展后续研究。分别过表达Atic、Smyd3、Srebf2及Hlx所得的血脂代谢相关基因表达谱显示，Atic和Smyd3基因与血脂代谢无相关性。过表达Tmem176a基因后，Abcg4、Npc2、Cpt1a、Apob、Apoc1、Apoc2和Apoc3等基因的mRNA表达水平发生了显著改变（P＜0.05），这提示Tmem176a可能在脂蛋白代谢、血脂转运等调控过程中发挥重要作用。基因敲低实验和油红O染色实验的结果也进一步证实了此结论的真实性。转录组测序结果显示，Tmem176a在Hepa1-6中过表达或敲低后分别产生了424和405个差异表达基因（DEGs）。这些DEGs的GO和KEGG分析结果表明，许多DEGs富集到了与血脂代谢相关的生物学过程及信号通路，因此认为，Tmem176a可作为调控网络的核心基因参与血脂代谢。
在第四章中，采用基因和雷帕霉素联合诱导的Hepa1-6细胞模型，模拟基因-环境相互作用，凸显Tmem176a基因的表型，探究Tmem176a基因与血脂代谢的关系。对Hepa1-6细胞进行不同浓度雷帕霉素的诱导后，通过细胞形态学观察、MTT和qPCR实验确定药物最适实验浓度，之后联合基因和雷帕霉素共同处理细胞。油红O染色和qPCR结果显示，雷帕霉素和过表达Tmem176a（Rapa+OE-Tmem176a）的联合处理组较对照组（Rapa）表现出了表型rescue能力；而在雷帕霉素和Tmem176a敲低（Rapa+KD-Tmem176a）的联合处理组中，其表型进一步加重，因此推测Tmem176a可能是以正向调控的方式参与血脂代谢。RNA-seq结果显示，过表达或敲低Tmem176a与雷帕霉素的联合实验组（Rapa+OE/KD-Tmem176a）与对照组的血脂代谢相关DEGs均显著多于单过表达或单敲低Tmem176a组（OE/KD-Tmem176a）。这些结果表明构建的基因-环境互作细胞模型成功，能够将Tmem176a基因对表型的贡献度放大，从而验证其基因功能。
综上所述，通过构建良好的细胞模型，对筛选到的候选基因Tmem176a、Atic和Smyd3的功能进行了初步验证，最终在细胞水平和mRNA水平证明Tmem176a可以作为血脂代谢相关基因参与到复杂的血脂代谢过程当中。本研究为解决血脂代谢复杂性状的相关问题提供了创新且有益的方案和模型，研究结果将有助于阐明小鼠血脂代谢的相关机制，并为后续研究提供理论指导。