【摘 要】
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现今,肥胖已经成为一个全球性的健康问题,无论是在发达国家,还是在一些发展中国家,肥胖的发生率逐年走高,并且发病呈低龄化的趋势。重要的是,肥胖还是高血压病、2型糖尿病、冠心病、某些肿瘤、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征等疾病的危险因子,严重威胁着人类的身体健康,损害患者的生活质量。与此同时,每年用于肥胖及其合并症治疗的费用也给社会带来了巨大的经济负担。虽然肥胖的发病率高、分布广泛、影响巨大,但其发生发展的分
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现今,肥胖已经成为一个全球性的健康问题,无论是在发达国家,还是在一些发展中国家,肥胖的发生率逐年走高,并且发病呈低龄化的趋势。重要的是,肥胖还是高血压病、2型糖尿病、冠心病、某些肿瘤、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征等疾病的危险因子,严重威胁着人类的身体健康,损害患者的生活质量。与此同时,每年用于肥胖及其合并症治疗的费用也给社会带来了巨大的经济负担。虽然肥胖的发病率高、分布广泛、影响巨大,但其发生发展的分子机制至今仍未完全明了。因此,对于脂代谢的研究一直是业界的热点之一。CCAAT增强子结合蛋白家族(CCAAT/enhancer binding proteins,C/EBPs)是一组能与启动子的CCAAT区结合的转录调控因子,它们的主要作用是调控细胞增殖与分化的过程。C/EBPs在多种物种中均有表达,如人类、家鼠、秀丽隐杆线虫、地中海果蝇等。目前为止,这个家族已有6个成员被发现,它们分别是C/EBPɑ(C/EBP alpha)、C/EBPβ(C/EBP beta)、C/EBPγ(C/EBP gamma)、C/EBPδ(C/EBP delta)、C/EBPε(C/EBP epsilon)和C/EBPξ(C/EBP zeta)。其中,C/EBPɑ、C/EBPβ、C/EBPδ以及C/EBPξ被证实按一定顺序表达,参与脂肪细胞的分化与成熟,相关调控机制的研究也已日趋完善。近几年来,陆续有研究报导了C/EBP家族成员,特别是C/EBPɑ和C/EBPβ,还同时参与了对一些脂肪代谢酶的调节。但由于缺乏合适的生物模型,C/EBPs对于脂肪合成及分解代谢途径中的重要限速酶的调控作用,至今仍未有相关的全面研究。秀丽隐杆线虫(以下简称为线虫)是一种多细胞真核生物,它没有专门的脂肪细胞,脂肪以脂滴的形式直接储存在皮下及肠道细胞内。因此,以线虫作为实验模型,研究C/EBPs的同源蛋白对于线虫脂肪累积的影响,可以排除脂肪细胞分化程度对最终结果的干扰,直接反映C/EBPs的同源蛋白对主要代谢酶的表达的调控作用,以及这些代谢酶的改变对于线虫脂肪含量的影响程度。并且,线虫脂肪的染色方法简单易行,虫体通体透明,可方便地凭借显微镜直接观察被染色的脂滴的含量及分布情况。此外,线虫是第一个基因组已被完全鉴定出来的生物体,线虫的代谢通路也被证实与哺乳动物高度相似,其大部分的基因在其他物种中都存在同源基因。基于上述原因,线虫已经成为研究脂肪代谢的重要模型之一。我们在本次研究中就选取了线虫作为研究对象,以了解CEBP-2(C/EBPs在线虫中的同源蛋白)调控脂肪代谢的新机制。首先,我们应用RNA干扰(RNA-mediated interference,RNAi)技术证实了CEBP-2功能缺失可使线虫的脂肪累积减少,并且这种作用是不依赖于改变线虫进食及运动功能产生影响的,这就证实了CEBP-2在维持线虫正常脂肪含量中的作用。基于线虫没有专门的脂肪细胞,我们推测CEBP-2的这种作用是通过影响能量代谢途径而实现的。为了深入研究其中的作用机制,必须找到一个合适的线虫品系。为此,我们对四种cebp-2基因点突变品系的线虫从脂肪含量方面进行了筛选,发现其中cebp-2(gk509377)突变体线虫的脂肪含量最低。应用实时荧光定量聚合酶链式反应检测(Quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction,QRT-PCR)以及过表达的方法,证实了该品系中cebp-2 mRNA表达量的下降,以及过表达cebp-2后此突变体线虫的脂肪含量有所恢复。然后,我们继续应用QRT-PCR的方法检测了糖脂代谢途径中92个主要限速酶及其同型异构体的基因在cebp-2(gk509377)突变体线虫中的表达情况,结果发现cebp-2功能缺失可导致烯酰辅酶A水合酶-1.1(Enoyl-CoA Hydratase-1.1,ech-1.1)表达增加以及脂肪酸去饱和酶-5(Fatty Acid Desaturase-5,fat-5)表达下降。为了进一步明确CEBP-2通过调控ECH-1.1以及FAT-5来影响线虫的脂肪累积,我们分别运用RNAi技术降低cebp-2(gk509377)突变体线虫中升高的ech-1.1,以及使用过表达方法提高该突变体线虫中表达降低的fat-5,结果提示上述两种方式均可显著改善cebp-2(gk509377)突变体线虫的低脂表型。综上所述,CEBP-2可通过抑制脂肪酸线粒体β氧化(ECH-1.1)以及增强脂肪酸去饱和(FAT-5)而影响线虫的脂肪含量。本次研究是第一次在线虫中针对CEBP-2对代谢关键酶的调控作用进行的全面筛查,结果发现CEBP-2对脂肪酸合成及分解代谢途径均存在影响。希望这次的研究结果能够对探索C/EBPs在脂代谢中的新作用提供线索,为肥胖和代谢综合征的治疗提供帮助。
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