PRDM16在BMP4诱导棕色脂肪细胞分化中的作用及其调控机制

最新的研究发现成人体内存在棕色脂肪，与导致肥胖的白色脂肪不同，棕色脂肪是高效的产热组织，能加快脂肪氧化产热，促进机体的能量代谢。如果能诱导体内出现更多的棕色脂肪，则能防止肥胖的发生。但目前对于棕色脂肪细胞分化、成熟和激活的调控机制所知并不多，有研究发现PRDM16与棕色脂肪细胞分化密切相关。我们的前期研究首次发现BMP4能诱导 C3H10T1/2多潜能干细胞分化为棕色脂肪细胞，但具体的信号通路和调控机制并不清楚。我们计划利用C3H10T1/2多潜能干细胞和BMP4过表达及敲除小鼠模型，来验证PRDM16是否在BMP4诱导棕色脂肪分化中起关键作用、BMP4是否通过Smads和（或）MAPK通路来调控PRDM16。研究的结果将有助于阐明棕色脂肪细胞分化的信号调控机制，对肥胖的防治和新药开发具有一定的理论价值。

本课题主要探讨了PRDM16在骨形态发生蛋白4（BMP4）诱导棕色脂肪细胞分化中的作用及其调控机制。研究结果显示BMP4可诱导多潜能干细胞向棕色脂肪定向和分化。在C3H10T1/2多潜能干细胞培养过程中加入BMP4，可通过smad及p38MAPK信号途径诱导棕色脂肪标志蛋白解偶联蛋白1 （ UCP1 ）表达增高，增加PRDM16 （ PR-结构域含16 ）的表达及诱导线粒体生物合成和功能，上述细胞植入裸鼠中，可使其棕色脂肪细胞含量增多。BMP4处理C3H10T1/2多潜能干细胞后使PRDM16蛋白量增多，利用RNAi技术敲低C3H10T1/2多潜能干细胞的PRDM16表达，结果显示敲低PRDM16表达后并不影响其成脂，但棕色脂肪的特异Marker UCP1的蛋白表达显著减少，提示PRDM16在BMP4介导的棕色脂肪分化中起重要作用。利用体外培养原代血管基质干细胞的研究显示， BMP4也能诱导其分化为米色脂肪细胞，主要通过减少经典棕色脂肪细胞的标记基因ZIC1表达，增加最近鉴定的米色脂肪细胞标记物 TMEM26表达来实现的 。本课题明确了PRDM16在BMP4诱导C3H10T1/2多潜能干细胞分化成棕色脂肪细胞过程中的作用并探讨了其分子机制。培养了博士研究生4名，硕士研究生2名。出色的完成了本课题，共发表SCI论文5篇，其中与本课题高度相关SCI论文1篇，与棕色脂肪分化与活化相关论文4篇。