促酰化蛋白对3T3-L1脂肪细胞中脂滴相关蛋白表达的影响及其信号机制的研究

发布时间：2018-02-26 06:00

本文关键词：促酰化蛋白脂滴相关蛋白脂代谢脂肪细胞促酰化蛋白磷脂酶C U73122 脂滴相关蛋白脂肪细胞脂代谢促酰化蛋白磷酯酰肌醇3激酶 wortmannin 脂滴相关蛋白脂肪细胞脂代谢　出处：《华中科技大学》2009年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】： 第一部分促酰化蛋白对3T3-L1脂肪细胞分化进程中脂滴相关蛋白adipophilin、perilipin和TIP47表达的影响研究背景：随着研究深入，脂肪组织为一个活跃内分泌器官的观念，已被大多数学者所接受。越来越多的研究表明，脂肪细胞可以产生多种特异性或非特异性的脂肪因子(adipocytokine)，如促酰化蛋白(acylationg stimulating protein，ASP)、脂联素(adiponectin)、抵抗素(resistin)、瘦素(leptin)、腔脂素(visfatin)等，这些因子通过内分泌、旁分泌或自分泌的生物学作用方式，在调节糖、脂代谢及维持能量平衡中发挥重要作用。ASP是一种来源于补体系统的脂肪因子，目前关于ASP的研究主要集中在调节糖、脂代谢方面。ASP的生物学作用包括：刺激脂肪细胞甘油三酯合成(TGS)、葡萄糖转运并抑制脂肪分解。ASP具备与胰岛素相互叠加而又相对独立的生物学效应。ASP对餐后甘油三酯(TG)的清除具有重要作用。肥胖及其相关代谢紊乱性疾病包括2型糖尿病、冠心病、高血压等，血浆ASP水平升高，且与体重指数、血脂密切相关；而体重下降和运动锻炼可使升高的血浆ASP明显下降。脂滴(Lipiddroplets)又称脂肪小体，是脂肪细胞储存TG的亚细胞结构。近年来脂滴相关蛋白(lipiddroplets associated protein)的发现，使人们认识到脂滴不仅是能量的储存库，还是活跃的脂质代谢池，是具有独立功能的细胞器，参与胞内运输和脂质代谢。Perilipin、adipophilin、TIP47作为PAT家族蛋白的重要成员，不仅仅在脂滴的快速合成、新生脂滴的稳定、脂滴的成熟以及脂滴在细胞内的转位中发挥作用，还参与了多种病理过程的发生和发展，脂滴的过度异位沉积于巨噬细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞内，将使其转化为泡沫细胞，是形成动脉粥样硬化斑块的初始环节。目的：本文旨在通过观察分化过程中促酰化蛋白(acylation stimulating protein，ASP)对脂滴相关蛋白adipophilin、perilipin和TIP47表达的影响，探讨adipophilin、perilipin和TIP47在介导ASP促成脂过程中的作用。方法：体外培养小鼠来源的3T3-L1前脂肪细胞，经典激素鸡尾酒法诱导分化，根据实验室前期工作验证的adipophilin、perilipin和TIP47基因和蛋白水平的时序性变化规律选取几个代表性的作用时间点，设立ASP(1μmol／L)刺激组、胰岛素(100 nmol／L)刺激组及空白对照组： (1)[~3H]油酸掺入法测定不同刺激状态下脂肪细胞甘油三酯合成率； (2)[~3H]-2-脱氧葡萄糖([~3H]-2-DG)掺入法测定不同刺激状态下脂肪细胞葡萄糖转运率； (3)RT-PCR方法检测adipophilin、perilipin和TIP47 mRNA表达； (4)Western blot方法检测adipophilin、perilipin和TIP47蛋白表达结果： (1)脂肪细胞分化第3天和第6天，ASP组甘油三酯合成率显著高于空白对照组(P＜0．05，P＜0．01)，胰岛素组各检测时间点甘油三酯合成率与正常对照组无显著性差异； (2)脂肪细胞分化第6天和第9天，ASP组和胰岛素组葡萄糖转运率均较同期空白对照组显著增加(P＜0．05，P＜0．01)，其增加效应，胰岛素组较ASP组更为显著(P＜0．05，P＜0．001)； (3)与空白对照组相比，ASP组adipophilin基因和蛋白表达水平从0天起显著升高(P＜0．05，P＜0．001)，第4天以后无显著统计学差异，ASP组perilipin基因和蛋白表达水平从第3天起显著升高(P＜0．05，P＜0．001)，直至完全分化成熟(第9天)，仍显著高于同期正常组(P＜0．05)，ASP组TIP47基因和蛋白表达有显著的上调作用，但随着分化至48h此上调作用已不明显； (4)胰岛素组adipophilin和perilipin基因和蛋白表达水平均与同期对照组相比无显著统计学差异，胰岛素仅在分化的0d对脂肪细胞中TIP47 mRNA和蛋白表达有上调作用，之后基本无影响。结论：ASP组adipophilin、perilipin和TIP47的表达与脂肪细胞分化过程中ASP促进甘油三酯合成之间具有显著相关性，ASP可能通过调节adipophilin、perilipin和TIP47基因和蛋白的表达影响脂肪细胞内脂质聚积和脂滴形成。第二部分PLC信号途径参与促酰化蛋白调节脂滴相关蛋白的基因／蛋白表达背景：磷脂酶C(Phospholipase C，PLC)为磷脂酰肌醇信号通路的关键酶，在机体内分布极广。诸多细胞外信息分子，如激素、免疫球蛋白、神经递质、生长因子、细胞因子等，均可激活磷脂酰肌醇特异性PLC。活化的PLC水解磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸(PIP2)，产生两种重要的第二信使：二酯酰甘油(DAG)和三磷酸肌醇(IP3)，进而将细胞外的信息传递给下游的效应分子，调节细胞的生命活动。近期ASP功能性受体C5L2的发现、纯化和鉴定，将ASP在脂代谢领域的研究又大大推进，并证实PLC途径是ASP／C5L2的重要信号通路。目的：本文旨在观察阻断细胞PLC信号途径后，促酰化蛋白(acylation stimulating protein，ASP)对脂滴相关蛋白adipophilin、perilipin和TIP47表达影响的变化，探讨ASP对脂滴相关蛋白adipophilin、perilipin和TIP47的调控是否有PLC信号机制的参与。方法：体外培养小鼠来源的3T3-L1前脂肪细胞，经典激素鸡尾酒法诱导分化，根据实验室前期工作验证的adipophilin、perilipin和TIP47基因和蛋白水平的时序性变化规律选取几个代表性的作用时间点，设立ASP(1μmol／L)刺激组、U73122(5μmol／L)处理组、U73122(5μmol／L)预处理+ASP(1μmol／L)刺激组及空白对照组： (1)RT-PCR方法检测adipophilin、perilipin和TIP47 mRNA表达变化： (2)Western blot方法检测adipophilin、perilipin和TIP47蛋白表达变化结果： (1)PLC信号途径阻断剂U73122对3T3-L1脂肪细胞分化特定时期内adipophilin、perilipin和TIP47 mRNA和蛋白表达有显著的下调作用： ①与同期正常对照组相比，U73122干预组adipophilin mRNA水平于分化第0天，第3天，第6天和第9天均显著下降(P＜0．05，P＜0．01，P＜0．001)adipophilin蛋白水平于分化第0天，第1天，第3天和第4天显著下调(P＜0．05)； ②与同期正常对照组相比，U73122干预组perilipin mRNA水平在分化起始点时稍下降，但无统计学意义(P＞0．05)，分化第3天，第6天和第9天均明显下调(P＜0．05)：perilipin蛋白水平于分化第3天，第4天，第6天和第9天分别下降(P＜0．05，P＜0．01)； ③与同期正常对照组相比，U73122干预组TIP47 mRNA及蛋白水平于分化第0天，第12小时，第1天和第2天均明显下调(P＜0．05，P＜0．01) (2)U73122能显著抑制ASP对adipophilin、perilipin和TIP47 mRNA和蛋白的上调效应，但并不能完全阻断上述效应。 ①与单一ASP刺激组相比，U73122预处理后加ASP刺激组adipophilinmRNA水平于分化第0天，第3天，第6天和第9天均显著下降(P＜0．05，P＜0．01)：adipophilin蛋白水平于分化第0天，第1天，第3天和第4天和第6天均显著下调(P＜0．05)； ②与单一ASP刺激组相比，U73122预处理后加ASP刺激组perilipinmRNA水平于分化第3天，第6天和第9天显著下调(P＜0．05，P＜0．01)；perilipin蛋白水平仅在分化第4～6天时明显下调(P＜0．05)，其它时点均无显著统计学差异； ③与单一ASP刺激组相比，U73122预处理后加ASP刺激组TIP47mRNA水平TIP47 mRNA及蛋白水平于分化第0天，第12小时，第1天和第2天均明显下调(P＜0．05，P＜0．01) 结论：PLC信号途径参与介导ASP对adipophilin、perilipin和TIP47 mRNA和蛋白的上调效应，但并非其唯一信号机制。第三部分PI3K信号途径参与促酰化蛋白调节脂滴相关蛋白的基因／蛋白表达背景：磷酯酰肌醇3激酶(phosphoinositide-3-kinase，PI3K)家族，为生长因子超家族信号转导过程中的重要分子，能被多种细胞因子和理化因素激活，是一类特异性催化磷酯酰肌醇(phos-phatidylinositol，PI)的3位羟基磷酸化，并产生具有第二信使作用的肌醇脂物质的激酶，在细胞周期调控、细胞生长凋亡及细胞代谢等多种生物学过程中发挥重要作用。Wortmannin是一种霉菌的代谢产物，也是PI3K特异性的抑制剂，最初由Penicillium-wortmannii分离得到，能够不可逆性地抑制PI3K的活性。有研究报道，PI3K抑制剂wortmannin和LY294002(两者均阻止脂肪分化)预处理，可阻断细胞内adipophilin的表达。Katherine教授实验室研究证实，PI3K途径是介导ASP／C5L2调控糖、脂代谢的重要信号通路。目的：本文旨在观察阻断细胞PI3K信号途径后，促酰化蛋白(acylation stimulatingprotein，ASP)对脂滴相关蛋白adipophilin、perilipin和TIP47表达影响的变化，利用PI3K特异性抑制剂wortmannin了解PI3K在ASP对脂滴相关蛋白adipophilin、perilipin和TIP47调控中所起的作用。方法：体外培养小鼠来源的3T3-L1前脂肪细胞，经典激素鸡尾酒法诱导分化，根据实验室前期工作验证的adipophilin、perilipin和TIP47基因和蛋白水平的时序性变化规律选取几个代表性的作用时间点，设立ASP(1μmol／L)刺激组、wortmannin(100nmol／L)处理组、wortmannin(100nmol／L)预处理+ASP(1μmol／L)刺激组及空白对照组： (1)RT-PCR方法检测adipophilin、perilipin和TIP47 mRNA表达变化； (2)Western blot方法检测adipophilin、perilipin和TIP47蛋白表达变化结果： (1)PI3K信号途径阻断剂wortmannin对3T3-L1脂肪细胞分化特定时期内adipophilin、perilipin和TIP47 mRNA和蛋白表达有显著的下调作用： ①与同期正常对照组相比，wortmannin干预组adipophilin mRNA水平于分化第0天，第3天，第6天和第9天均显著下降(P＜0．01，P＜0．001)adipophilin蛋白水平于分化第0天，第1天，第3天和第4天显著下调(P＜0．05，P＜0．01)； ②与同期正常对照组相比，wortmannin干预组perilipin mRNA水平在分化第0天，分化第3天，第6天和第9天均明显下调(P＜0．05)：perilipin蛋白水平于分化第3天，第4天，第6天和第9天分别下降(P＜0．05)； ③与同期正常对照组相比，wortmannin干预组TIP47 mRNA及蛋白水平于分化第0天，第12小时，第1天和第2天均明显下调(P＜0．05，P＜0．01，P＜0．001) (2)Wortmannin能显著抑制ASP对adipophilin、perilipin和TIP47 mRNA和蛋白的上调效应，但并不能完全阻断上述效应。 ①与单一ASP刺激组相比，wortmannin预处理后加ASP刺激组adipophilinmRNA水平于分化第0天，第3天，第6天和第9天均显著下降(P＜0．01，P＜0．001)；adipophilin蛋白水平于分化第0天，第1天，，第3天，第4天和第6天显著下调(P＜0．05，P＜0．01)； ②与单一ASP刺激组相比，wortmannin预处理后加ASP刺激组perilipinmRNA水平于分化第3天，第6天和第9天显著下调(P＜0．05，P＜0．01)；perilipin蛋白水平从分化第4天起明显下调(P＜0．05)； ③与单一ASP刺激组相比，wortmannin预处理后加ASP刺激组TIP47mRNA水平及蛋白水平于分化第0天，第12小时，第1天均明显下调(P＜0．05，P＜0．01)，两组mRNA水平自分化第2天时无显著统计学差异。结论：PI3K信号途径参与介导ASP对adipophilin、perilipin和TIP47 mRNA和蛋白的上调效应，但并非其唯一信号机制。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R362

【参考文献】