研究背景：脂肪肝（liver steatosis or fatty liver）是各种病因造成脂肪代谢异常时最为常见的一种肝脏疾病，在我国约20%~30%的人患有脂肪肝。脂肪肝的典型病理变化是肝细胞内过多中性脂肪（neutral lipid）储积，并出现脂滴（lipiddroplet，LD）。目前对脂肪肝的病因研究较多，但对肝细胞内脂滴代谢和形成的研究较少。脂滴（LD）早期被认为仅仅是一个类似于糖原的能量储存结构，但是目前研究表明，脂滴并非细胞内一个简单的能量贮存器，而是一个复杂的、活动旺盛、动态变化的多功能细胞成分。脂滴可能在脂类代谢与存储、膜转运、蛋白降解，以及信号传导过程中均起着重要的作用。脂滴表面镶嵌着多种脂滴蛋白（lipid droplet proteins，LDP），其对脂滴的稳定性和代谢过程均具有非常重要的作用。目前，在所有脂滴蛋白中，PAT家族成员是最为重要，也是研究最多的一组分子。PAT家族主要包括perilipin、adipophilin、TIP47（tail-interacting protein of47kDa）、S3-12以及LSDP5（lipid storage droplet protein5）。其中LSDP5是PAT家族第五个成员，主要分布于脂肪分解代谢速度较快的组织中，如肝脏、心肌、骨骼肌等，因此又称为OXPAT（oxidative tissue-enriched PAT protein）/PAT-1或MLDP（myocardial lipid droplet protein），但是其具体作用及机制目前尚不明确。研究目的：本研究拟确定LSDP5的亚细胞定位；通过构建LSDP5的截短体，分析LSDP5各个结构域的功能；确定LSDP5对肝细胞脂滴数量和大小、甘油三酯的合成和分解的影响，明确LSDP5对肝细胞脂肪代谢的作用；确定LSDP5的相互作用分子，分析LSDP5对脂滴代谢相关分子表达的影响，阐明LSDP5对肝脂肪代谢影响可能的分子机制。研究方法：1、利用免疫荧光的方法明确LSDP5在肝细胞内的分布与亚细胞定位；2、在肝细胞系和原代肝细胞中改变LSDP5的表达，观察其对肝细胞脂滴形态和脂代谢的影响。3、以LSDP5为诱饵蛋白，通过酵母双杂交系统来筛选与之相互作用分子。并进一步通过免疫共沉淀和免疫荧光共定位验证其相互作用，以相互作用的分子为线索，最终阐明LSDP5的分子功能。研究结果：1、LSDP5是一个脂滴表面蛋白（LDP）。使用免疫荧光技术，我们发现LSDP5定位在脂滴表面。构建LSDP5截短体，进一步研究发现LSDP5的N端，含有PAT家族保守性的PAT-1区和11-mer α-螺旋的重复序列，是LSDP5脂滴定位的关键部位。同时，细胞内甘油三酯含量测定结果提示，LSDP5的N端也是影响脂滴储积的关键区域。2、LSDP5增加肝细胞内中性脂肪的储积。在肝细胞内过表达LSDP5，利用Nile Red荧光染料显示肝细胞内脂滴的形态和数量。结果表明LSDP5能够明显增加肝细胞内大脂滴的比例，提高细胞内甘油三酯的含量。LSDP5的沉默使细胞内的脂滴增大受到明显的抑制，胞浆内脂滴明显变小，肝细胞中甘油三酯含量也明显降低。3、 LSDP5可以影响脂肪分解和脂肪酸的氧化，并与具有脂肪分解作用的蛋白ES1（esterase1）存在相互作用。LSDP5的沉默刺激脂肪分解，上调甘油三酯分解速率和脂肪分解相关酶的转录，增加脂肪酸β氧化速率和线粒体的数目。通过酵母双杂交，我们筛选出了与LSDP5相互作用的分子ES1。ES1是一个在肝脏高表达的65KD的糖蛋白，它能够水解许多的酯类，包括甘油三酯和其他的脂肪酸酯。进一步应用免疫共沉淀和免疫荧光共定位，我们证明LSDP5能够与ES1相互作用。结论：本研究证实LSDP5是一个定位于脂滴表面的蛋白质，可以促进肝细胞内脂滴的增大和甘油三酯的储积。其机制可能是通过LSDP5与ES1的相互作用，抑制ES1对于甘油三酯的水解，并进一步减少脂肪酸的β氧化来实现的。抑制LSDP5的表达，可以有效减少肝细胞内甘油三酯的储积，因此LSDP5有望成为治疗脂肪肝的新靶点。