脂肪细胞不仅是机体内主要的能量储存单元也可以分泌多种细胞因子,在调控机体能量平衡、糖代谢及免疫反应等方面发挥着重要的作用。脂肪细胞是由间充质干细胞分化而来的,这一过程在不同的阶段受到各种激素和营养因子的精密调控,其中任一环节的失调都可能导致脂肪组织产生病变,从而诱发胰岛素抵抗、肥胖、2型糖尿病、心血管疾病和高血压等代谢疾病的发生。因此,研究由间充质干细胞向脂肪细胞的分化及调控不仅可以增加我们对于脂肪细胞发育过程的了解,还为治疗和预防肥胖提供重要的理论依据。本研究以人脂肪组织来源的间充质干细胞hMADS为模型,分析了cAMP信号通路、PPARs配体及多种脂肪酸对hMADS细胞成脂分化的调控作用。首先,我们在成功建立体外无血清成脂分化体系的基础上,详细描述了hMADS细胞成脂分化不同阶段的变化,利用实时荧光定量RT-PCR的方法检测了细胞内PPARγ2、C/EBPα、 FABP4和LPL等与成脂分化相关的特异基因在分化不同阶段的时序表达。结果表明,hMADS细胞的成脂分化可以分为三个阶段,在早期阶段(dayO-day3)细胞需要Dex、 IBMX和insulin的刺激启动分化程序。接下来,我们检测了cAMP信号通路对成脂分化的作用及相关的信号传导机制。首先,我们证明了胞内cAMP浓度的升高是促使hMADS细胞进行成脂分化的必需条件,只有Dex和Insulin的刺激并不能够使间充质干细胞分化为脂肪细胞。PKA和Epac是介导cAMP信号通路的两个主要效应因子,虽然PKA对成脂分化的重要性已经被证实,但是并不清楚Epac是否在间充质干细胞成脂分化中扮演着角色。因此我们利用PKA和Epac的特异激活剂研究由两者分别介导的信号通路对hMADS成脂分化的作用。结果表明,单独激活PKA或Epac都无法使hMADS细胞分化为脂肪细胞,只有两者同时被激活的情况下,细胞才能够进行成脂分化。除此之外,我们利用逆转录病毒转染的方法在hMADS细胞中表达显性失活的Epacl,以这种方式抑制内源的cAMP/Epac通路,结果发现这些细胞失去了成脂分化的能力。这些结果说明cAMP是诱导间充质干细胞向脂肪分化的必要因素,而且cAMP的促成脂分化作用是通过其下游的PKA和Epacl共同介导的。之后,我们系统地检测了不同PPARs配体在hMADS细胞成脂分化不同阶段的作用。结果表明PPARy配体对成脂分化最为关键,PPARo配体也可以促进成脂分化,但需要长期地诱导,而PPARa对成脂分化仅有微弱的促进作用。最后我们检测了多种膳食来源的脂肪酸对hMADS细胞成脂分化的作用。之前的研究发现长链脂肪酸可作为配体激活PPARs并促进小鼠前体脂肪细胞分化,然而我们的结果表明测试的脂肪酸中没有一种可以通过配体激活的方式诱导hMADS细胞进行成脂分化。除了直接作为PPARs配体作用的方式外,n-6PUFA还可以通过代谢产生包括PGI2在内的多种前列腺素,PGI2可通过升高胞内cAMP浓度促进小鼠前体脂肪细胞分化。在我们的测试中,脂肪酸并无法取代诱导液中的IBMX促使hMADS细胞分化为脂肪细胞,但是PGI2的稳定类似物carbaprostacyclin却可以,说明在hMADS细胞中n-6PUFA可能无法被有效地转化为PGI2。总之,本项研究证明了cAMP信号通路和PPARy配体是hMADS细胞进行成脂分化的必要条件,同时证明cAMP的促分化作用是通过PKA和Epac共同介导的。另外,我们的研究结果表明包括花生四烯酸在内的多种脂肪酸均无法像在前体脂肪细胞中那样促进间充质干细胞的成脂分化,这一结果显著地区分了两种细胞模型在分化调控方面的差异。本研究为阐明cAMP信号通路促进间充质干细胞成脂分化的信号传导机制提供了重要的信息,同时也为防治肥胖等疾病提供了理论依据。