Wnt3a在EMSC脂肪细胞线粒体生物合成和蛋白乙酰化中的作用研究

发布时间：2019-03-09 13:40

【摘要】：Wnt蛋白是生物发育的关键调控因子,其中Wnt3a在脂肪形成和线粒体生物合成中起重要作用。尽管已有研究报道Wnt3a在脂肪形成中的调控作用,但是Wnt3a调控线粒体生物合成和功能的作用机制还不明确。本论文通过研究Wnt3a处理的脂肪细胞中线粒体生物合成和功能的变化,获得以下主要研究结果:1.Wnt3a处理导致EMSC脂肪细胞中线粒体生物合成基因和线粒体生物合成调控基因的表达量显著上调,并促进线粒体拷贝数的显著增加,说明线粒体生物合成基因表达量的增加部分由线粒体拷贝数增加所致,证实Wnt3a促进EMSC脂肪细胞中线粒体的生物合成。另外,Sfrp5 KO(增加内源Wnt信号)小鼠的EMSC脂肪细胞中线粒体的生物合成明显增加。而非经典Wnt配体Wnt5a处理的EMSC脂肪细胞和另一个经典的Wnt配体Wnt10b转基因小鼠的脂肪组织中,只有部分线粒体生物合成基因的表达量显著增加,而线粒体拷贝数没有显著变化,说明在所检测的Wnt配体中,Wnt3a在线粒体生物合成中起主要调控作用,其他Wnt配体可能起辅助调控作用。2.β-catenin是经典的Wnt/β-catenin信号通路的关键调控因子,但是β-catenin敲除对EMSC脂肪细胞的线粒体生物合成和Wnt3a介导的线粒体生物合成没有影响,说明Wnt3a介导的线粒体生物合成不依赖于经典的Wnt/β-catenin信号通路;p38通过CREB调节PGC1α表达进而参与线粒体生物合成的调控,而Wnt3a处理EMSC脂肪细胞导致p38/CREB信号激活,而且p38抑制剂在EMSC脂肪细胞中抑制了线粒体的生物合成,并削弱了Wnt3a介导的线粒体生物合成,证实Wnt3a部分通过激活p38/CREB信号促进EMSC脂肪细胞中线粒体的生物合成,但p38/CREB信号并不是Wnt3a诱导的线粒体生物合成的唯一作用机制。3.Wnt3a处理EMSC脂肪细胞导致部分线粒体蛋白乙酰化,而且抑制线粒体去乙酰化酶Sirt3和Sirt5的蛋白水平,说明线粒体去乙酰化酶在Wnt3a介导的线粒体蛋白乙酰化中起重要作用。其中,Wnt3a介导的柠檬酸合成酶的乙酰化导致柠檬酸合成酶活性增强和柠檬酸生成增加,证实Wnt3a介导的线粒体代谢酶乙酰化通过改变代谢酶活性进而调控细胞代谢。另外,Wnt3a处理还引起EMSC脂肪细胞中大量线粒体蛋白表达量的显著变化,说明Wnt3a不仅可以调控线粒体蛋白乙酰化,还可以调控大量线粒体蛋白的表达量,进而影响EMSC脂肪细胞的线粒体功能和细胞代谢。4.Wnt3a处理导致EMSC脂肪细胞中米色脂肪细胞标志基因mRNA表达的增加以及UCP1蛋白表达水平的增加,而非经典的Wnt配体Wnt5a和Wnt5b对EMSC脂肪细胞中米色脂肪细胞标志基因的表达没有影响,说明Wnt3a参与调控米色脂肪细胞形成或白色脂肪细胞向米色脂肪细胞的转变。综上所述,Wnt3a通过激活p38/CREB信号通路而非经典的Wnt/β-catenin信号通路促进EMSC脂肪细胞中线粒体的生物合成;Wnt3a通过线粒体去乙酰化酶参与调控线粒体蛋白的乙酰化,其中Wnt3a介导的柠檬酸合成酶的乙酰化导致柠檬酸合成酶活性增强和柠檬酸生成增加,说明Wnt3a参与调控线粒体生物合成和功能;Wnt3a促进EMSC脂肪细胞中米色脂肪细胞标志基因的表达以及UCP1蛋白的表达,说明Wnt3a可能参与调控EMSC脂肪细胞向米色脂肪细胞的转变,进而影响细胞代谢和功能。以上结果为进一步研究Wnt3a调控脂肪细胞中线粒体生物合成和功能的调节机制提供了有力的科学依据。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q75

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本文编号：2437509