RNA结合蛋白QKI在脂肪细胞分化中的作用研究

发布时间：2017-12-25 07:36

  本文关键词：RNA结合蛋白QKI在脂肪细胞分化中的作用研究　出处：《第四军医大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：肥胖是严重影响人类健康的五大流行病之一。大量研究表明,肥胖与糖尿病、冠心病、高血压、动脉粥样硬化及某些肿瘤(如乳腺癌、子宫内膜癌)等疾病有关。肥胖的人由于脂质过度堆积,使得脂肪细胞过度增殖和肥大,导致脂肪组织功能失调,游离脂肪酸增多,而巨噬细胞也会侵入到脂肪组织中,从而最终引起胰岛素抵抗,2型糖尿病等代谢性疾病的发生。因此对脂肪细胞的分化进行研究,有助于阐明肥胖发生的机制,并为有效地治疗其相关并发症提供生物学基础。在激素等激活因子的作用下,前体脂肪细胞可以转变为成熟分化的脂肪细胞。一般我们将脂肪细胞分化分为两个部分:第一个部分为多潜能的干细胞转化形成为前体脂肪细胞(adipocyte commitment);第二个部分为前体脂肪细胞终末分化为成熟的脂肪细胞(terminal differentiation)。以往研究影响脂肪细胞分化的分子多集中于转录因子,如PPARγ和C/EBPα。研究表明转录因子PPARγ和C/EBPα是影响脂肪细胞分化的开关基因。近来许多研究表明转录后调控在脂肪细胞分化中也起着非常重要的作用。如mi R-130,mi R-27和mi R-378可以调控成脂分化基因以及脂类合成基因来影响脂肪分化;RNA结合蛋白Hu R可以通过靶向C/EBPβ而调控脂肪细胞的分化。这些结果都说明转录后调控在脂肪细胞分化中也扮演着重要的角色,对这类分子在脂肪细胞分化中的作用进行探索和验证,有利于进一步阐明脂肪分化的分子机制。RNA结合蛋白QKI是STAR家族成员之一。Qk基因可以编码多种蛋白,而主要的有三种,分别命名为QKI5、QKI6和QKI7。以往的研究表明QKI参与血管和神经的分化和发育。我们实验室的研究也表明,QKI参与了结肠上皮的分化过程以及巨噬细胞的分化过程。近年还有研究表明,QKI还参与了肌肉细胞的分化。生物信息学显示QKI能够调节FASN、COX2、SCD1以及FABP4等与脂肪分化和脂类合成密切相关的分子,提示QKI可能在脂肪细胞分化过程中发挥重要的功能。【目的】①探讨QKI在脂肪细胞及脂肪组织中的表达情况以及在脂肪细胞分化过程中的表达规律,初步建立QKI的表达与脂肪细胞分化的相关关系;②探讨QKI是否参与多潜能的干细胞以及前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞分化的过程;③阐明QKI参与调控脂肪细胞分化过程的分子机制。【方法和结果】①首先利用Western Blot、Q-PCR以及免疫荧光的方法分别在基因水平及蛋白水平检测了QKI在多潜能的干细胞C3H10T1/2和前体脂肪细胞3T3-L1中的表达情况。结果显示,QKI在这两种未分化的细胞中都有表达,并且在多潜能的干细胞C3H10T1/2中的表达量更高。此外,我们的结果还显示,C3H10T1/2和3T3-L1向成熟脂肪细胞的分化过程中QKI的表达逐渐升高。②利用慢病毒感染的方式成功建立了QKI过表达以及干涉的C3H10T1/2稳转细胞系。Western Blot和Q-PCR检测,发现QKI5和QKI6以及sh QKI5和sh QKI6在C3H10T1/2细胞中成功表达,并且过表达和干涉的作用效率都很高。③Western Blot和Q-PCR检测结果表明QKI5的过表达使得QKI6的表达升高,说明QKI5对QKI6的表达有促进作用。并且发现干涉掉QKI5以后QKI6的表达显著降低,这与QKI5的过表达促进QKI6的表达相一致。进一步说明QKI5的表达是QKI6表达的前提,如果QKI5不表达QKI6也就不表达。④QKI的过表达促进了多潜能干细胞C3H10T1/2向脂肪细胞的分化;而将QKI干涉以后,脂肪细胞的分化明显受到了抑制,无论是针对QKI5的干涉,还是针对QKI6的干涉,这种抑制作用都非常明显。同时,干涉QKI也抑制了前体脂肪细胞3T3-L1的成脂分化。⑤基因芯片分析、Western Blot以及Q-PCR的结果表明,干涉QKI抑制了脂肪特异性基因的表达。比如Pparg、Cebpa、Fabp4及Adipo Q等。⑥利用Affymetrix基因芯片分析以及Q-PCR检测发现QKI knockdown抑制了C3H10T1/2细胞胞外基质(ECM)基因——编码Ⅱ型胶原α1链的Col2a1基因以及编码弹性蛋白的Eln基因的表达,促进了编码基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)的基因Mmp3、Mmp13、Mmp16的表达。⑦Affymetrix基因芯片分析以及Q-PCR和Western Blot检测的结果表明干涉QKI抑制了多潜能干细胞C3H10T1/2的BMP信号通路,抑制了前体脂肪细胞3T3-L1的PI3K-AKT信号通路。【结论】通过本课题的研究,我们首次发现RNA结合蛋白QKI参与了脂肪细胞分化的进程,并阐明了其调控机制。首先,我们发现RNA结合蛋白QKI的表达在脂肪细胞分化过程中逐渐升高;其次,发现QKI异构体QKI5和QKI6都能够促进脂肪细胞分化以及脂肪特异性基因的表达;最后,发现QKI可以调控某些细胞外基质相关分子,并且阐明了QKI通过BMP及PI3K-AKT信号通路对脂肪细胞分化进行调控的分子机制。
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R589.2

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本文编号：1331896