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微管亲和性调控激酶4(MAP/Microtubule affinity-regulating kinase4，Mark4)，作为MARKs家族一员，不仅调控细胞极性和微管稳定性，还可以调控细胞凋亡、糖代谢、生殖、免疫系统平衡、能量稳态、神经系统发育等诸多生理过程。故而探究Mark4基因功能可为肥胖相关疾病的防治奠定一定理论依据。研究表明，Mark4负向调控机体的能量代谢，但是其中的具体机理仍不清楚；此外，线粒体是否参与其中也未有研究；另外，Mark4能否通过调节能量代谢来影响脂肪细胞表达炎症因子也未有研究。本研究对3T3-L1前体脂肪细胞系进行过表达和干扰Mark4基因，探讨Mark4对脂肪沉积、线粒体功能和促炎因子表达的影响，并对其启动子活性及相关信号通路进行初步研究。希望更多地揭示Mark4在生理活动中的功能；能从Mark4的角度为防治肥胖相关疾病奠定一定理论依据。本试验通过研究，获得以下结果：1．研究Mark4对3T3-L1细胞中的脂代谢的影响。A）Bodipy和油红O染色的结果表明，在3T3-L1细胞中，过表达Mark4可以促进细胞中脂滴的沉积；相反，干扰Mark4基因的表达可以抑制细胞中脂滴的沉积。B)分析脂代谢中关键因子的表达，结果表明，转录因子CEBPα和PPARγ的表达在Mark4过表达组能够被显著地促进；脂肪沉积基因FAS和ACCα的表达在Mark4过表达组中也有显著的提升，同时Mark4的过表达还增加了激素敏感脂肪酶HSL的表达，促进FFA的积累。2.研究Mark4对3T3-L1细胞中线粒体功能的影响。过表达Mark4抑制了3T3-L1脂肪细胞中线粒体的发育：A) JC-1染料的染色结果和流式细胞仪检测结果均表明，过表达Mark4可以降低3T3-L1脂肪细胞中线粒体的膜电位，进而影响线粒体的膜通透性；而Mark4干扰组的线粒体膜电位被恢复。B）通过对Cyt-C的免疫荧光、转录和翻译水平的表达进行分析，得出结果：过表达Mark4极显著增加Cyt-C的表达水平（P<0.01）；而Mark4干扰组中Cyt-C的表达下降(P<0.01)。 C)分析转录和翻译水平的表达结果发现，过表达Mark4显著降低了线粒体合成的关键基因TFAM mRNA的表达，PGC-1α的转录及翻译水平的表达以及线粒体DNA的拷贝数（P<0.01）；此外还下调了氧化呼吸相关基因UCP2、MDH1、CPT1、CAT和COX2的转录水平的表达，显著降低MDH1和CPT1的翻译水平的表达。D)线粒体功能相关信号通路的研究结果表明，过表达Mark4显著抑制AKT和mTOR的活化，却可以升高ERK1/2和JNKs的磷酸化水平。3.研究Mark4对3T3-L1细胞中促炎症因子表达的影响及机制。转录水平上，过表达Mark4促进3T3-L1细胞中促炎症因子IL1β、IL6和MCP1的表达。机理上，对炎症因子相关信号分子的表达进行分析，结果表明，过表达Mark4促进3T3-L1细胞中的瘦素Leptin的表达，同时显著降低磷脂肌醇信号途径PKA的表达。此外，本试验还分析了Mark4基因的启动子活性。首先生物信息学预测出Mark4可能的转录因子PPARγ，再通过荧光素酶报告系统，探讨Mark4基因的启动子区域可能有PPARγ的结合位点。综上所述：Mark4可促进3T3-L1脂肪细胞中脂肪沉积、降低线粒体膜电位、增加Cyt-C表达水平、抑制线粒体中关键基因的表达、提升促炎因子的表达；且信号通路AKT、mTOR、JNKs、ERK1/2、PKA和Leptin参与Mark4调节3T3-L1脂肪细胞分化。