銜接蛋白APPL1調控棕色脂肪細胞分化及產熱的機制研究

《銜接蛋白APPL1調控棕色脂肪細胞分化及產熱的機制研究》是依託復旦大學，由王熠擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：銜接蛋白APPL1調控棕色脂肪細胞分化及產熱的機制研究
• 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：王熠

項目摘要

研究表明在成人體記憶體在有活性的棕色脂肪，且棕色脂肪含量與活性與體重指數呈負相關。但調控棕色脂肪分化及活性的機制尚未闡明。我們的前期工作顯示，APPL1轉基因小鼠的能耗、中心體溫、棕色脂肪組織中UCP1mRNA表達水平均較野生型顯著增高。體外細胞實驗中進一步的研究證實，APPL1蛋白具有核穿梭功能，並可與組蛋白去乙醯化酶HDAC相互作用，調節下游基因轉錄。在培養的原代棕色脂肪細胞中，抑制I類組蛋白去乙醯化酶HDAC可以上調下游PGC1a基因表達，後者在棕色脂肪分化與活化中起重要作用。本課題將利用APPL1轉基因小鼠動物模型及體外培養原代前棕色脂肪細胞模型，驗證APPL1通過HDAC調控棕色脂肪分化的作用，並進一步闡明下游信號轉導通路。研究結果有助於闡明棕色脂肪細胞分化及產熱調控的分子機制，為探索增加機體內有活性的棕色脂肪提供理論依據。

結題摘要

背景：促進棕色脂肪活化被認為是肥胖和2型糖尿病的可能的治療策略。2型糖尿病患者中，銜接蛋白APPL1的基因多態性與體重指數及體脂分布相關，但是，APPL1在棕色脂肪生理功能中的作用尚未明確。 方法：在APPL1轉基因小鼠及脂肪組織特異性敲除APPL1小鼠中，探究APPL1在調控棕色脂肪活化及產熱的作用，同時利用原代培養的棕色脂肪細胞進行進一步機制探討。 結果：在本研究中，我們證明了APPL1轉基因小鼠的能量消耗，中心體溫及棕色脂肪中的UCP1表達水平較野生型增高，具有棕色脂肪活化表型。為進一步觀察APPL1在脂肪細胞中的作用，我們利用AP2 Cre loxp系統，產生了脂肪組織特異性敲除APPL1小鼠。與前述結果相一致，經高脂飲食餵養後，脂肪組織特異性敲除APPL1小鼠與對照組相比，表現出更加肥胖，糖耐量異常及胰島素抵抗。代謝籠研究顯示，敲除APPL1降低小鼠的能量消耗及產熱，PET-CT顯示肩胛間區棕色脂肪SUV值降低，提示APPL1敲除小鼠的棕色脂肪活性減低。進一步的研究顯示，與野生型小鼠相比，敲除小鼠的棕色脂肪中，棕色脂肪特異性基因包括UPC1及PGC1a等表達下降，呈現白色化表型。在分離培養的原代棕色脂肪細胞中，cAMP刺激APPL1從胞漿轉入核內，並與HDAC3相互作用，調節組蛋白去乙醯化及棕色脂肪PGC1a和UCP1基因表達。 結論：APPL1可以通過核穿梭抑制HDAC3介導的組蛋白去乙醯化，調控棕色脂肪活性，因此為治療肥胖提供可能的治療靶點。