LncRNA-WATB促进米色脂肪组织棕色化的作用及机制研究

Obesity is a systemic energy imbalance induced abnormal physiological condition, which greatly threats human health. Recently studies showed that the promotion of beige adipose tissue browning will increase energy expenditure via heat production. Therefore, beige adipose browning is likely a useful strategy for dealing with obesity and its related metabolic syndromes. In the present project, based upon high-throughput screening and bioinformatic analysis, we found a cold-inducible long noncoding RNA, LncRNA-WATB (white adipose tissue browning) in mouse inguinal WAT (a kind of beige adipose tissue). Our preliminary results showed that over-expression of LncRNA-WATB promotes the differentiation from precursor adipocytes into mature brown adipocytes. On the contrary, knockdown its expression impairs this differentiation. Moreover, we found that LncRNA-WATB was mainly expressed in nucleus. In the following experiments, we will carry out a series of experiments regarding effects of LncRNA-WATB on beige adipose browning and try to explore the involved molecular mechanisms. This project will reveal a LncRNA-WATB dependent signaling pathway for stimulating beige adipose browning, which will consume excessive energy and finally cure or alleviate obesity.

肥胖是一种能量代谢失衡的生理状态，严重威胁着人类的健康。最近研究表明，促进体内米色脂肪组织棕色化可将体内多余的能量以热能的形式散发出去，从而缓解肥胖及其引起的代谢综合征。在本项目中，利用高通量芯片筛选结合生物信息学分析方法，我们在小鼠腹股沟白色脂肪组织（一种米色脂肪组织）中发现了一种受低温诱导表达的长链非编码RNA，LncRNA-WATB。初步研究结果发现，过表达LncRNA-WATB可促进前体脂肪细胞向棕色脂肪细胞分化，而干扰其表达则抑制这种分化。并且，我们发现LncRNA-WATB主要表达于细胞核部位。在接下来的实验中，我们拟从细胞及动物活体水平就LncRNA-WATB促进米色脂肪组织棕色化开展系列研究，并阐明其作用机制。本项目的开展有望揭示一条以LncRNA-WATB为关键分子的信号通路，其作用为促进米色脂肪组织棕色化，消耗多余能量，从而达到治疗或缓解肥胖症的目的。

肥胖是一种能量代谢失衡的生理状态，严重威胁着人类的健康。最近研究表明，促进体内米色脂肪组织棕色化可将体内多余的能量以热能的形式散发出去，从而缓解肥胖及其引起的代谢综合征。在本项目中，利用基因组测序及生物信息学分析，发现处于低温环境下的小鼠，其腹股沟白色脂肪组织（一般称为米色脂肪组织）呈现棕色化。将此诱导的棕色化脂肪组织进行RNA-seq分析，发现了数种长链非编码表达水平显著上调，包括LncRNA-266，-063，-433等。对其中表达水平最大的LncRNA-266进行深入研究，发现在体外细胞模型中，LncRNA-266可诱导前体脂肪细胞向棕色脂肪细胞分化；并且，在活体动物水平，我们利用腺相关病毒介导的、在小鼠米色脂肪组织过表达LncRNA-266，结果发现过表达LncRNA-266可提高小鼠在低温环境中的核心温度，提高UCP1在米色脂肪中的表达。对其作用机制展开研究，如在HEK293细胞中共转表达Ucp1及LncRNA-266的质粒，发现LncRNA-266对Ucp1的表达没有影响；利用Ucp1启动子驱动的GFP表达，发现LncRNA-266对这种GFP的表达也没有影响。这些结果表明，LncRNA-266与UCP1之间没有直接的调控作用。进一步研究发现，LncRNA-266可与miR-16-1-3p结合；而miR-16-1-3p则靶向Ucp1基因，对其进行负调控。LncRNA-266通过结合miR-16-1-3p，解除miR-16-1-3p对Ucp1基因的负调控，从而激活米色脂肪组织中的Ucp1基因，使机体产热增加，消耗多余的能量，抵抗肥胖及相关代谢性疾病的发生与发展。目前，相关结果正在整理成文。相关LncRNA的生理作用也申请了2项国家发明专利，1项申请了澳大利亚标准专利，其中1项已获中国发明专利授权。