通过ChIP-on-chip的方法探寻C/EBPβ在脂肪细胞分化早期的作用机制

脂肪细胞的发育分化与肥胖的发生关系密切。研究脂肪细胞分化的分子机制对于人们有效控制肥胖具有重要意义。脂肪细胞分化方式如下：接触抑制的前脂肪细胞，在激素诱导下，首选需经历两轮有丝分裂克隆扩增（Mitotic Clonal Expansion, MCE），然后进入脂肪细胞的终末分化。转录因子C/EBP β在脂肪细胞分化早期发挥重要作用：C/EBP β对于MCE是必须的，并且转录激活C/EBPα、PPARγ这两个关键基因的表达。C/EBP β促进MCE的机制是什么？C/EBP β在脂肪细胞分化早期是否还转录调节其他基因的表达？这两个问题有待人们进一步探寻。我们通过染色质免疫共沉淀结合启动子芯片检测的技术（ChIP-on-chip），寻找C/EBP β在分化早期所作用的靶基因并对这些靶基因进行研究。该研究将有助于人们全面了解C/EBP β在脂肪细胞分化中的功能，为脂肪细胞分化机理的阐明奠定基础。

脂肪细胞的发育分化与肥胖的发生关系密切。研究脂肪细胞分化的分子机制对于人们有效控制肥胖具有重要意义。脂肪细胞分化方式如下：接触抑制的前脂肪细胞，在激素诱导下，首选需经历两轮有丝分裂克隆扩增（Mitotic Clonal Expansion, MCE），然后进入脂肪细胞的终末分化。转录因子C/EBP β是促进脂肪细胞分化的一个重要的转录因子，它对于MCE以及脂肪细胞的终末分化都是必须的。然而C/EBP β促进脂肪细胞分化的作用机制并不完全清楚。我们通过染色质免疫共沉淀结合启动子芯片检测的技术（ChIP-on-chip），寻找C/EBP β在脂肪细胞分化过程中所作用的靶基因并对这些靶基因进行研究。主要的研究成果总结如下：1）我们发现C/EBPβ能够转录激活组蛋白去甲基化酶Kdm4b的表达。Kdm4b进一步被C/EBPβ招募到细胞周期基因（CDC45l、MCM3、GINS1和CDC25c）以及组蛋白基因（Hist4h4）的启动子，并对这些基因的启动子进行H3K9me3的去甲基化修饰，进而激活这些基因的表达，从而促进有丝分裂克隆扩增。 2）近年的研究发现，自噬对于脂肪细胞分化是必须的。但是，自噬是如何受调控的？自噬促进脂肪细胞分化的机理是什么?目前还不清楚。我们通过ChIP-on-chip技术筛选到一些自噬基因，并证明了C/EBP β可以通过转录激活自噬基因Atg4b的表达来促进自噬。我们同时对自噬促进脂肪细胞分化的机制进行了研究，发现自噬通过p62依赖的途径降解两个重要的脂肪细胞分化的负性调控因子Klf2和Klf3，从而促进脂肪细胞分化。更为重要的是，我不仅在细胞水平，更在动物水平证明了上述的发现。以上研究工作，揭示了C/EBP β调控自噬这一新功能，并且阐明了自噬促进脂肪细胞分化的分子机理。3）借助于C/EBPβ ChIP-on-chip芯片的提示，我们证明C/EBP β在脂肪细胞分化早期，可以转录激活组蛋白甲基转移酶G9a的表达。G9a可以对脂肪细胞分化的两个关键基因C/EBPα和PPARγ的启动子进行H3K9me2的修饰，从而抑制这两个基因的表达，避免它们的过早出现，保证有丝分裂克隆扩增的顺利进行。综上所述，我们的研究工作揭示了C/EBPβ促进脂肪细胞分化的作用机制，为脂肪细胞分化机理的阐明奠定了基础，并为肥胖及其相关代谢性疾病的治疗提供新的思路和潜在的药物靶点。