Adiponutrin在能量平衡中的作用及其机制研究

Adiponutrin(Adpn)是近年来发现的一个在脂肪组织特异表达的膜蛋白基因，文献报道其表达水平与机体的营养状态密切相关，并受到糖和胰岛素的调节。多项研究表明其与脂肪生成、胰岛素敏感性和能量代谢之间存在相关性。解析Adiponutrin基因功能，揭示其在糖、脂代谢和能量平衡中的作用及其分子机制，对于理解肥胖、糖尿病等人类代谢相关疾病发生的机理及靶向药物筛选具有重要意义。本项目拟在研究Adiponutrin基因表达调控网络的基础上，通过建立转基因和基因剔除小鼠模型，从整体动物水平阐明adiponutrin在脂肪细胞发育和脂肪组织生成中的作用，阐明其与糖、脂代谢和能量平衡的关系，特别是Adiponutrin在能量平衡调控网络中的位置和作用。

Pnpla3，又称adiponutrin 或iPLA2ε，是一个脂肪富集的、营养调节的基因，属于脂肪代谢蛋白的PNPLA 家族。自从2001 年该基因被发现以来，多项研究表明其mRNA 的表达水平与啮齿动物的饮食状态密切相关，在体外培养的脂肪细胞中，其mRNA 表达水平也与培养基中血清和葡萄糖的含量密切相关，并受到胰岛素、去甲肾上腺素等激素的调节。另一方面，人PNPLA3 多态性已被发现与肥胖和胰岛素敏感性相关联。这些结果提示Pnpla3基因可能与脂肪生成、胰岛素敏感性和能量平衡之间存在相关性。本研究的目的是利用Pnpla3 基因剔除小鼠模型，从整体动物水平阐明Pnpla3 基因在脂肪细胞发育和脂肪组织生成中的作用，阐明其与糖、脂代谢和能量平衡的关系及其可能的作用机制。我们发现，Pnpla3 基因的缺失对年轻小鼠的体重、摄食量和胰岛素敏感性没有影响；对9 月龄以上小鼠的心、肝、WAT 和BAT 等主要代谢相关脏器的重量和发育以及血糖、血脂和肝功能指标没有显著影响。在自由摄食和禁食20 h 这两种生理条件下，虽然WAT 和BAT 这两种脂肪组织和肝脏中Pnpla3mRNA 的表达水平被显著调节，但wt 和Pnpla3-/-小鼠的血清glucose、insulin、TC、TG、PL 和NEFA 水平以及肝脏TC 和TG 含量之间在任何一种生理条件下都没有显著差别，表明这些指标的变化与Pnpla3 的基因型无关。同样，在常温和低温暴露这两种生理条件下，虽然Pnpla3 mRNA 的表达水平在与冷耐量密切相关的BAT 组织中被显著调节，但wt 和Pnpla3-/-小鼠的冷耐量应答正常，表现为小鼠的直肠温度随低温暴露时间的延长而降低，但没有基因型之间的显著差别。与BAT 中非颤抖性产热相关的Ucp1 和β3AR 基因的表达也不受基因型的影响。此外，Pnpla3 基因的其它家族成员Pnpla1、Pnpla2 和Pnpla5 以及一个与脂动员密切相关的Hsl 基因在Pnpla3-/-小鼠的BAT 中的表达，只表现出与wt 小鼠类似的受低温暴露的调节，而与基因型无关。综上所述，我们没有在Pnpla3-/-小鼠中观察到糖、脂代谢异常和能量平衡缺陷。Pnpla3 的功能缺失可能被某些未知的因素所代偿，其具体的生物学功能还有待进一步的研究。