肥胖是目前人类面临的最主要健康问题之一，已成为一种全球性流行病。据世界卫生组织统计数据，全球成年人中肥胖人口超过6亿人。肥胖是多种疾病的重要诱导因素，如糖尿病、胰岛素抵抗、冠心病、脑卒中、代谢综合征等，严重威胁人类健康，肥胖的防治对于减少这些健康问题至关重要。
　　脂肪是防治肥胖的重要组织靶点，分为储存能量的白色脂肪及消耗能量的棕色脂肪和米色脂肪。米色脂肪的生成过程即白色脂肪棕色化，由于具有可诱导性而备受关注，深入研究白色脂肪棕色化的分子机制，将为抵御肥胖及糖尿病、代谢综合征等疾病的机制提供新的依据。
　　Bcl2l13作为Bcl-2家族成员，可促进细胞凋亡，也可作为线粒体自噬受体，促进线粒体分裂及线粒体自噬。通过小鼠模型，结合前期已有报道，本课题组发现小鼠中Bcl2l13基因敲除影响白色脂肪棕色化表型，但其详细机制目前尚不明确。本研究利用Bcl2l13基因敲除小鼠，探究Bcl2l13在小鼠体内白色脂肪棕色化中的功能及可能的机制。
　　首先，我们通过用4℃冷刺激或CL316243分别处理野生型小鼠，诱导白色脂肪棕色化过程，发现在此过程中，小鼠腹股沟脂肪组织中Bcl2l13蛋白表达量显著增加。随后，我们基于CRISPR/Cas9构建了Bcl2l13基因敲除(Bcl2l13-/-)小鼠，通过与正常野生型(WT)小鼠对照，研究冷刺激处理下Bcl2l13缺失对小鼠白色脂肪棕色化能力的影响。我们的研究结果显示，在冷刺激过程中，Bcl2l13-/-小鼠体温低于对照组。HE染色结果显示Bcl2l13-/-小鼠腹股沟脂肪组织中米色脂肪细胞数量显著少于对照组，这一结果表明Bcl2l13基因缺失后，小鼠白色脂肪棕色化过程受到明显抑制。通过实时荧光定量PCR(qPCR)和蛋白免疫印迹(Western blot)检测棕色化标记基因的表达情况，qPCR结果显示，Bcl2l13-/-小鼠中Ucp1、Pgc1a、Prdm16、Cidea的表达量均显著低于对照组；Westernblot结果显示，与WT小鼠相比，Bcl2l13-/-小鼠腹股沟脂肪组织中棕色脂肪标记物UCP1的表达量显著下降。
　　为进一步研究Bcl2l13调控白色脂肪棕色化过程的机制，我们探究了冷刺激处理下Bcl2l13缺失对于线粒体动态调控过程的影响。从Bcl2l13-/-小鼠及WT小鼠中提取血管基质细胞，诱导棕色化后，利用共聚焦电子显微镜观察线粒体形态。结果显示，WT组线粒体形态呈现点状，Bcl2l13-/-组线粒体形态呈现长条状。用4℃冷刺激Bcl2l13-/-小鼠，通过qPCR及Westernblot检测腹股沟脂肪组织中线粒体动态相关基因的表达情况，qPCR结果显示Drp1、Tfam、Vdac1的表达量显著低于对照组，Westernblot结果显示VDAC1的表达量显著降低。同时还对线粒体DNA进行了定量研究，结果显示，与对照组相比，Bcl2l13-/-小鼠的腹股沟脂肪组织及棕色脂肪组织中线粒体DNA的量显著减少。以上结果提示，Bcl2l13可能是通过调控线粒体动态过程来影响白色脂肪棕色化过程。
　　为进一步探究Bcl2l13调控白色脂肪棕色化过程的上下游信号通路，我们首先利用转录组测序，研究了冷刺激条件下脂肪组织中Bcl2l13敲除后调控的信号通路，结果显示上调基因主要参与细胞激活的调控、细胞钙离子稳态及脂肪酶活性的正向调控等生物学过程，下调基因主要参与温度刺激的响应、去甲肾上腺素分泌的调节、脂质代谢过程的调节、氧化磷酸化的调节、胰岛素的响应及血管内皮生长因子的产生等生物学过程。这一结果提示，在冷刺激下，Bcl2l13的缺失引起参与白色脂肪棕色化相关生物学过程的基因表达显著下调，进而抑制了白色脂肪棕色化及生热作用。此外，我们还研究了Bcl2l13互作蛋白NINJ2是否也影响白色脂肪棕色化。Biogrid数据库显示Bcl2l13与NINJ2存在相互作用，本研究也通过共定位实验及免疫共沉淀证实二者共定位于线粒体，且存在相互作用。此外，我们用冷刺激处理Ninj2基因敲除(Ninj2-/-)小鼠，通过Westernblot检测腹股沟脂肪组织中UCP1的表达量，结果显示Ninj2-/-小鼠腹股沟脂肪组织中UCP1的表达量显著高于WT小鼠，表明Ninjurin2(Ninj2)缺失促进了白色脂肪棕色化。
　　本研究首次利用Bcl2l13基因敲除小鼠和Ninj2基因敲除小鼠发现了Ninj2-Bcl2l13调控轴在小鼠体内对白色脂肪棕色化的影响及其初步机制。本研究发现，Bcl2l13缺失抑制了线粒体分裂，调控线粒体数量减少，进而抑制了白色脂肪棕色化过程；Ninj2可能通过与Bcl2l13相互作用影响小鼠白色脂肪棕色化。本研究初步阐明了Ninj2-Bcl2l13在白色脂肪棕色化中的生理学作用，为了解白色脂肪棕色化中线粒体动态调节过程提出了新的机制，也为抵御肥胖及代谢综合征提供新的思路。