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脂质是人体内三大营养物质之一，在能量供应方面起着重要的作用。在细胞水平上，脂质主要以中性脂的形式储存在脂滴(Lipid droplet，LD)这一重要的细胞器内。脂滴的动态变化直接反映细胞内脂质合成、储存、转运和代谢等的具体过程。当脂滴的动态平衡被破坏，脂质就会过度累积或消耗，进而诱发一系列代谢性疾病的发生。动物体内脂质主要储存在脂肪细胞的脂滴中，因此关于脂肪细胞脂滴动态变化的研究较多。而近年来越来越多的研究表明，其它器官的脂质堆积在动物体全身脂代谢调控上也起到重要的作用。肥胖患者脂肪细胞中储存过剩的脂质会被水解成游离脂肪酸（Free Fatty Acid，FFA），FFA通过血液循环进入肝脏、骨骼肌等器官，并以中性脂的形式异位储存在这些器官中。其中骨骼肌是人体最大的器官，储存在骨骼肌脂滴中的脂质(Intramyocellular Lipids，IMCLs)是人体运动过程中重要的能量来源，然而骨骼肌细胞中脂质过量的累积与骨骼肌胰岛素抵抗及机体2型糖尿病的发生密切相关。因此，维持骨骼肌细胞中脂质的稳态和脂滴动态平衡对机体的正常代谢至关重要。 脂滴蛋白是脂滴功能的主要执行者，本文旨在探究一类可定位到脂滴上的且调控胞内膜转运的重要蛋白——RabGTPase蛋白对骨骼肌脂滴动态平衡的作用。Rab蛋白对脂肪细胞和肝细胞脂滴的动态调控均有所报道，但Rab蛋白对骨骼肌细胞脂滴的动态调控及相关研究还并不清楚。因此，本文以小鼠成骨骼肌细胞C2C12为研究对象，探究Rab蛋白在油酸(Oleic Acid，OA)诱导脂滴形成和生长过程中的功能。本课题主要取得了以下研究结果: 1.根据本实验室前期对C2C12细胞脂滴蛋白组学的研究以及Rab蛋白调控其它细胞脂滴功能的相关研究，本文选择了Rab1a、Rab5a、Rab7a、Rab8a、Rab18和Rab32共6个可能参与C2C12细胞脂滴动态调控的Rab蛋白，并展开进一步的研究。发现在OA的处理下，过表达Rab18明显增加了细胞中甘油三酯(Triacylglycerol，TAG)的累积，且Rab18是其中定位在脂滴上最好的Rab蛋白。 2.Plin2促进了Rab18的脂滴定位。在OA诱导脂滴形成和生长过程中，Rab18的定位发生了明显的改变，从内质网(Endoplasmic Reticulum，ER)逐渐转位到脂滴上。后续研究发现脂滴上的Rab18与脂滴结构蛋白Plin2特异地相互作用，且Plin2通过该相互作用招募了Rab18定位到脂滴。在Plin2敲除的细胞中，Rab18滞留在ER，脂滴定位减少。同时，Plin2的395-425氨基酸是与Rab18结合的特异序列，而且Plin2的251-395氨基酸对二者的相互作用起到稳定增强的作用。 3.Rab18参与调控TAG的累积和脂滴的形成。Rab18过表达促进了TAG的累积，并显著增加了脂滴的数目，而脂滴的大小比较均一。只有过表达野生型和GTP形式的活性突变体Rab18-Q67L才会促进TAG的累积和脂滴数目的增多。过表达GDP形式的失活突变体Rab18-S22N并不影响TAG的累积，但会减少脂滴数目并增大脂滴的体积。同时，Rab18过表达细胞株的脂肪酸吸收能力也明显高于野生型细胞。而且在Rab18过表达细胞株中，与脂肪酸吸收相关的蛋白CD36及与TAG合成通路相关蛋白AGPAT1和DGAT1的mRNA水平均显著升高。另外，Rab18缺失导致TAG的含量减少，同时脂滴的数目明显减少，脂滴的体积显著增大，与失活突变体Rab18-S22N结果一致。 4.Rab18影响了脂滴上与脂代谢相关酶类的分布。在Rab18过表达细胞株中，ACSL3、p-HSL、HSL、ATGL和DGAT1在脂滴上的分布均有不同程度的增加。与之对应，上述蛋白在Rab18敲除细胞的脂滴上则显著减少。 5.Rab18可能通过调控ACSL3的脂滴定位来影响TAG的累积和脂滴的动态变化。脂滴上的Rab18可以特异地结合ACSL3，且二者间的相互作用依赖于Rab18的GTP结合状态。而且在Rab18敲除细胞株中，OA处理诱导的ACSL3脂滴定位明显受到抑制。另外，在ACSL3抑制剂TriacsinC的处理下，Rab18过表达细胞株中TAG的累积被恢复到野生型细胞的水平。 综上所述，通过初步筛选Rab蛋白对C2C12细胞脂质累积的影响及其亚细胞定位，发现Rab18显著促进了TAG的累积，且是与C2C12细胞脂滴共定位最好的Rab蛋白。进一步的研究发现在OA诱导的脂滴形成和生长过程中，脂滴上的Plin2将Rab18特异地招募到脂滴上。而脂滴上的Rab18又特异地结合ACSL3并帮助其定位到脂滴上，从而促进脂肪酸吸收和TAG累积。首次系统地分析了Rab蛋白调控骨骼肌细胞脂代谢的相关研究，并初步阐述了Rab18定位脂滴及调控脂滴动态变化的可能机制。这将有助于进一步展开骨骼肌细胞中脂质异位储存的机理研究。