生物鐘基因clock對小鼠脂質代謝紊亂的作用和機制研究

《生物鐘基因clock對小鼠脂質代謝紊亂的作用和機制研究》是依託復旦大學，由陸超擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：生物鐘基因clock對小鼠脂質代謝紊亂的作用和機制研究
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陸超

項目摘要

睡眠時間縮短、倒班工作、倒時差等因素常可以擾亂現代人體生物鐘。最新研究表明人群中生物鐘紊亂是代謝綜合症的獨立危險因子。本課題組前期研究發現生物鐘可以影響apoE-/-小鼠脂質代謝，生物鐘基因與脂質代謝相關基因存在明顯的相關性。據此，我們假設生物鐘基因可通過調節脂質代謝相關因子調節小鼠脂質代謝。本項目將通過建立高表達或低表達生物鐘基因clock的apoE-/-小鼠，在體內研究clock基因對PPARα、PPARγ、RORα、RXRα、SREBP-1c、ACC、FAS、FABP1、FABP4等脂質代謝基因是否存在調節作用；建立節律性表達生物鐘基因的肝細胞模型，體外採用EMSA、ChIP、報告基因等方法研究生物鐘基因對脂代謝基因的調控機制。本項目旨在闡明clock基因通過調節哪些脂質代謝基因來影響apoE-/-小鼠脂質代謝紊亂,將為因生物鐘紊亂導致脂質代謝紊亂的防治提供實驗依據。

結題摘要

生物鐘基因在脂代謝及相關疾病中的作用近年受到關注，鐘基因的改變可引起脂質代謝紊亂並促進炎症反應；本課題組發現脂質代謝、凋亡、凝血和血管收縮等動脈粥樣硬化相關基因的表達呈現出生物鐘節律，且表達高峰處於急性心血管事件高發時段。本課題發現鐘基因可通過調節脂質代謝而參與動脈粥樣硬化的發生髮展。與對照組相比，經過六周的光照刺激（12L/12D 2w,12D/12L 2w,12L/12D 2w），給予西方類型膳的apoE-/-小鼠主動脈弓處可見明顯的粥樣易損斑塊，且鐘基因mClock、mBmal1、mPer2、mCry1、mRev-erbα和脂質代謝相關基因在apo E-/-小鼠與C57BL/6J組小鼠之間節律的振幅以及相位明顯不同；Clock影響前脂肪細胞向成熟脂肪細胞的分化，降低前脂肪細胞3T3-L1中Clock的表達，其甘油三酯生成增加，3T3-L1細胞分化核心轉錄因子PPARγ（peroxisome proliferator-activated receptorγ）、C/EBPα（CCAAT/enhancer binding proteinα）脂質代謝相關基因FAS（fatty acid synthase）的mRNA表達較正常組增加。我們通過ChIP首次證實晝夜節律生物鐘核心蛋白CLOCK作為轉錄因子，可與動脈粥樣硬化相關基因LIF（leukemia inhibitory factor） 、NF-κB1（編碼p105 NF-κB亞單位）、ADFP (adipose differentiation-related protein) 、ICAM-1含有E-box或E-box-like元件的啟動子序列結合。採用clock-siRNA干擾技術下調C57BL/6J小鼠肝細胞內clock基因表達水平，或在CLOCK mutant小鼠肝細胞內均可檢測到LIF、NF-κB1、ADFP、ICAM-1的mRNA水平表達明顯下降。我們的研究提示LIF、NF-κB1、ADFP、ICAM-1基因可能是LIF、NF-κB1、ADFP、ICAM-1；生物鐘clock基因可能通過調節細胞粘附功能而影響動脈粥樣硬化發生髮展。因此本課題的完成為動脈粥樣硬化的研究提供新的實驗基礎，為動脈粥樣硬化和急性心血管事件的防治提供理論依據和治療靶點。