CREG在肥胖中的作用及机制研究

The prevalence of obesity and its debilitating comorbidities including diabetes and cardiovascular disease are increasing, resulting in severe threaten to human being. Adipocyte dysfunction, immunocyte infiltration and chronic low grade inflammation in adipose tissue are major features of obesity, but the underlying mechanism remains largely unclear. CREG, a small secreted glycoprotein, has essential roles in promoting differentiation, antagonizing inflammation and maintaining homeostasis of cardiovascular system. Our preliminary data showed that (1) expression of CREG in omentum adipose tissue in obese patients was lower than in lean controls; (2) in a high fat diet induced obesity mouse model, compared to wild type controls, CREG heterozygote mouse showed increased body weight, worsen insulin resistance and decreased favorable adipokine expression. Interestingly, expression of PPARβ/δ, an important factor regulating lipid and glucose metabolism, was also parallelly down regulated in CREG heterozygote group. Taken together, we hypothesized that down-regulation of CREG in adipocyte may cause adipocyte dysfunction and subsequent obesity, which was possibly mediated by regulation of PPARβ/δ pathway. To test this hypothesis, we plan to firstly determine role of CREG in obesity by adopting an in vivo high fat diet induced obesity model in mouse with adipocyte specific knockout of CREG; then detailed molecular mechanism will be explored in an in vitro cell model of adipocyte. This study may deepen understanding of obesity pathogenesis, and providing potential target for treatment of obesity.

肥胖及其伴发疾病如糖尿病、心血管病的发病率逐年攀升，严重危害人类健康。肥胖的发生与脂肪细胞功能障碍、免疫细胞浸润及脂肪组织慢性低水平炎症反应有关，但机制尚未完全阐明。CREG是一种小分子的分泌型糖蛋白，在促进分化、对抗炎症及维持心血管稳态中起重要作用。我们的预实验研究发现：（1）肥胖患者大网膜脂肪组织CREG表达较对照组显著降低；（2）在高脂喂养的小鼠肥胖模型中，与野生型小鼠相比，CREG杂合子小鼠体重显著增加、胰岛素抵抗加重、有益的脂肪因子表达降低，且调控糖、脂代谢的重要因子PPARβ/δ表达下降。据此，我们提出假设：脂肪细胞中CREG表达下降可能导致脂肪细胞功能障碍，从而引起肥胖；这一作用可能通过调控PPARβ/δ实现。本研究拟利用脂肪特异性CREG敲除小鼠建立高脂喂养肥胖模型，明确CREG作用；然后在体外利用脂肪细胞进一步探讨机制。本研究可能加深对肥胖机制的理解，并为其治疗提供靶点。

肥胖及其伴发疾病如糖尿病、心血管病、高脂血症、非酒精性脂肪肝的发病率逐年攀升，严重危害人类健康。肥胖发生与脂肪、肝脏及骨骼肌等代谢器官的功能异常有关，同时表现为上述器官的慢性低水平炎症反应，但其机制尚未完全阐明。E1A激活基因阻遏子（CREG）是一种新近发现的小分子糖蛋白，具有对抗内皮及巨噬细胞炎症的作用。因此，本项目主要以白色脂肪组织为研究靶器官，首先明确了CREG在肥胖中的作用，并进一步阐明了其分子机制。本研究有以下几个主要结果：（1）与对照组相比，CREG杂合子小鼠（脂肪组织中CREG半敲除）在高脂喂养后，发生明显的肥胖、胰岛素抵抗、高脂血症及脂肪肝，并且全身及脂肪组织局部炎症均明显加重。（2）机制研究表明，CREG敲除增强了NF-κB信号通路，从而加重脂肪细胞炎症反应，但并不影响脂肪前体细胞的分化与增殖。免疫共沉淀实验表明，CREG与E3泛素连接酶c-Cbl结合，而c-Cbl进一步通过抑制PI3K/Akt通路调控NF-κB。上述结果明确了脂肪组织CREG表达降低是引起肥胖的原因，并且揭示了CREG与c-Cbl结合，通过PI3K/Akt/NF-κB通路调控脂肪组织炎症反应。（3）为探讨CREG蛋白治疗肥胖等代谢疾病的转化应用前景，本项目用CREG-His蛋白处理小鼠，发现外源性给予CREG蛋白可以抑制高脂喂养诱导的肥胖、胰岛素抵抗和脂肪肝。由于CREG-His蛋白具有免疫原性并且半衰期短，本项目制备了重组人CREG-Fc融合蛋白。该蛋白融合了人IgG1的Fc片段，可显著提高CREG在在体内的半衰期，具有一定的转化应用前景。此外，CREG在肝脏和白色脂肪组织都有表达，为了明确肝脏中CREG是否参与肥胖的调控，制备了肝脏特异性的CREG敲除及转基因小鼠，通过高脂喂养，发现CREG转基因可抑制肥胖、脂肪肝和胰岛素抵抗，其机制是CREG通过与凋亡信号调节激酶1（Ask1）直接结合，抑制JNK1通路。综上，本项目明确了CREG是调控肥胖的关键因子，即在病理条件下，CREG在脂肪组织和肝脏组织的表达下调，二者通过不同机制参与了肥胖的发生。本项目拓展了人们对肥胖发病机制的认识，同时提供了一种新的肥胖治疗的潜在靶点。