MAPK信号通路与脂肪细胞分化

促分裂原活化的蛋白激酶(MAPK)通路是真核细胞重要的信号转导通路,主要有ERK、p38和JNK三条途径,参与调控多种细胞应答和生理病理过程。该文重点讨论了MAPK对脂肪细胞分化的调控。其中ERK对脂肪细胞分化的调节具有多样性,随分化进程不同表现为不同的调控功能,p38和JNK也通过不同的机制对脂肪细胞分化发挥相异的调节作用。MAPK信号转导与脂肪分化的紧密联系,使其可能成为调控与脂分化密切相关的代谢疾病如肥胖、糖尿病等的一条关键通路。     

MicroRNA调控动物脂肪细胞分化研究进展

脂肪组织不仅在维持机体能量代谢和稳态上发挥重要作用,同时也是重要的内分泌器官。脂肪细胞分化是由间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSC)向成熟脂肪细胞分化的复杂生理过程,该过程由大量转录因子、激素、信号通路分子协同调控。miRNA作为内源性非编码RNA,主要通过抑制转录后翻译等机制来调控基因表达。近年来越来越多的证据表明miRNA通过调控脂肪细胞分化相关的转录因子和重要信号分子进而影响动物脂肪细胞的分化和脂肪形成。本文对miRNA影响动物白色、棕色和米色脂肪细胞分化的作用机制及其相关调控通路和关键因子进行了归纳总结,以期为肥胖等代谢性疾病的治疗提供一定的理论指导和新的治疗思路。     

ROS在脂肪分化中的作用研究新进展

由于肥胖及肥胖相关疾病在全球范围内的广泛流行,明确脂肪组织如何生长非常重要。脂肪组织主要由脂肪细胞分化、脂肪细胞肥大以及脂解作用共同调节。脂肪细胞分化是由多能干细胞或前脂肪细胞分化形成脂肪细胞的一个复杂而又程序化的过程。脂肪细胞的分化过程被分为四个阶段,生长抑制阶段,克隆扩增阶段,早期分化阶段和分化为成熟脂肪细胞表型的终末阶段。来自国内外多个研究的大量数据表明,活性氧(Reactive oxygen species, ROS)可以显著调节脂肪分化的过程进而影响肥胖及相关疾病的发生发展。作为一类重要的高活性分子,ROS在细胞内具有多种来源,主要包括线粒体、NADPH氧化酶、黄嘌呤氧化还原酶、黄嘌呤氧化酶、一氧化氮合酶等。本文回顾近年来的一些文献,对ROS及其生成系统在脂肪细胞分化中的作用进行综述,以期从氧化还原调节的角度明确脂肪细胞分化以及肥胖形成的机制,为肥胖及相关疾病的治疗提供新思路。     

Wnt信号通路调控脂肪发育与代谢的研究进展

肥胖是形成Ⅱ型糖尿病和心血管疾病的重要风险因子.Wnt信号通路是调控多个细胞发育与分化的重要信号因子.本研究介绍了脂肪组织结构、脂肪细胞分化的调控因子、经典和非经典Wnt信号通路.从肥胖与糖尿病的临床观察、脂肪分化与发育、线粒体代谢与炎症反应的角度,阐述了经典和非经典Wnt信号通路对脂肪发育和代谢的影响.     

利用RNA-seq技术筛选大白猪皮下和肌内脂肪组织差异表达基因

为了比较分析大白猪皮下和肌内脂肪组织的全转录组数据,探究调控脂肪沉积的分子机制,本文采用RNA-seq技术和生物信息学方法鉴定大白猪皮下和肌内脂肪组织基因表达谱,对差异表达基因进行GO(Gene Ontology)分析、信号通路富集分析以及蛋白互作网络分析。大白猪皮下和肌内脂肪组织中有180个基因差异表达,上调基因主要参与细胞增殖、脂质激酶活性和磷脂代谢等与脂质代谢相关的生物学过程正调控,下调基因显著富集于脂肪细胞分化中起重要调控作用的MAPK信号转导通路。差异表达基因主要通过参与脂质代谢及通过MAPK信号转导通路调控脂肪细胞成脂分化,进而影响大白猪皮下和肌内脂肪的沉积。     

脂肪细胞的分化及调控

越来越多的研究结果表明脂肪组织不仅仅是被动的能量储存器官 ,而且是能够分泌多种激素类物质的内分泌器官 ;脂肪细胞分化及其调控失常与人类多种疾病如肥胖症、糖尿病、脂肪肝、高脂血症及乳腺癌等密切相关。对脂肪细胞分化机制及其调控的研究 ,不但对于探讨上述重大生命和疾病过程具有重要理论意义 ,而且对于上述疾病的预防与治疗 ,特别是对于在细胞和分子水平上筛选针对上述疾病的药物 ,也具有实际意义。本文从脂肪细胞的起源、前脂肪细胞向脂肪细胞的分化过程、脂肪细胞分化的调控 ,以及对脂肪细胞分化研究应注意的问题等进行了综述 ,以期对脂肪细胞分化及其调控进行全面总结     

家兔前体脂肪细胞分化不同时期基因表达谱分析

脂肪的过度积累严重危害人类健康。前体脂肪细胞分化是脂肪发育的关键过程,研究前体脂肪细胞分化相关基因的表达有助于认识脂肪沉积的机理。尽管家兔是一种理想的研究脂肪发育的动物模型,但是针对其前体脂肪细胞分化不同时期基因表达谱的研究鲜见报道。本研究通过诱导家兔前体脂肪细胞分化,在分化第0 d、3 d和9 d收集脂肪细胞,利用转录组测序(RNA-seq),在分化第3 d样本与第0 d样本的比较中筛选出1352个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),在分化第9 d样本与第3 d样本的比较中筛选出888个DEGs。GO (gene ontology)功能富集和KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路分析发现,0~3 d分化期上调的DEGs显著富集在PPAR信号通路和PI3K-Akt信号通路上,3~9d分化期上调的DEGs显著富集到与细胞周期调控有关的GO条目和KEGG信号通路,0~3d和3~9d阶段特异上调的DEGs可能分别作用于细胞质和细胞核。通过DEGs的蛋白-蛋白互作(protein-protein interaction, PPI)网络分析发现,筛选出的核心节点(hub node)基因可能通过调控细胞周期而影响家兔前体脂肪细胞分化。     

水通道蛋白7对蛋白激酶B的影响

该文旨在探讨水通道蛋白7(AQP7)在3T3-L1脂肪细胞不同分化阶段的表达以及其对胰岛素信号通路中蛋白激酶B(PKB)的影响。通过培养3T3-L1前体脂肪细胞,诱导分化为成熟的脂肪细胞,用荧光定量PCR、Western blot、酶学方法分析显示,随3T3-L1脂肪细胞分化过程,AQP7与PKB磷酸化水平同步上升,同时培养基中释放的甘油浓度伴随AQP7的表达平行增加。以TNF-α处理分化成熟的脂肪细胞构建胰岛素抵抗模型,AQP7与PKB磷酸化水平均下降,转染高表达AQP7基因的重组腺病毒载体(Ad-AQP7)之后,随着AQP7表达上调,胰岛素刺激下的PKB磷酸化水平提高,并且葡萄糖代谢能力增强。由此可见,AQP7水平随3T3-L1脂肪细胞分化过程逐渐上升,其高表达可能通过增加PKB磷酸化水平改善胰岛素敏感性,提示AQP7可能成为治疗肥胖的一个重要作用靶点。     

脂肪细胞分化及其调控的研究进展

肥胖症等多种代谢疾病在全世界范围内的流行使得人们高度关注脂肪沉积调控的机制研究。在细胞水平上,脂肪组织的沉积是脂肪细胞数目增加和单个细胞体积增大的结果。其中,脂肪细胞数目由多潜能干细胞定向分化为前体脂肪细胞的程度决定,而单个细胞体积则与其分化程度和甘油三酯积累量相关。因此,揭示脂肪细胞分化的细胞和分子机制,将为上述代谢性疾病预防和治疗提供重要的理论基础。本文对脂肪细胞的起源、脂肪细胞分化的体外研究模型、脂肪细胞分化的规律和调控以及脂肪细胞分化研究中关键的问题等方面的研究成果进行总结,综述了近年来关于脂肪细胞分化及其调控的研究进展。     

Hedgehog信号通路与脂肪形成

Hedgehog(Hh)信号通路是从果蝇到人类都非常保守的信号通路,在脊椎动物和非脊椎动物胚胎期多种组织器官的发育中发挥着重要作用。Hh信号通路的异常会导致疾病(先天性缺陷和癌症)的发生。近年的研究发现,Hh信号通路在脂肪生长发育中发挥重要作用,激活Hh信号通路能特异性地抑制白色脂肪组织细胞的分化,而对棕色脂肪组织细胞分化没有作用。该文综述了Hh信号通路在脂肪细胞分化中的作用及其分子机制,并对今后的研究和应用作了展望。     

AMPK与脂肪细胞分化的关系研究及其在人脂肪源性肿瘤组织中的表达特点

目的:探讨AMPK在脂肪细胞分化过程中的作用以及与脂滴相关表面蛋白Cidec的表达关系,为肥胖发生及其防治肥胖及肥胖相关性疾病提供重要的理论依据。方法:通过免疫组织化学、Real-time PCR和Western blot等方法分析AMPK和Cidec在脂肪细胞分化中的作用,明确二者的相关性。结果:在不同分化程度的脂肪源性肿瘤组织中,AMPK表达随着脂肪细胞分化程度的升高而表达降低,而Cidec的表达是逐渐增高的;在不同发育阶段的胎儿脂肪组织中,AMPK随着胎龄的增加表达逐渐降低(P0.01),而Cidec的表达则呈逐渐增高的趋势(P0.01);以上AMPKα的表达均与Cidec的表达水平呈负相关。结论:AMPK可能在脂肪细胞分化过程中扮演重要角色,研究其与Cidec的表达与作用关系可能为脂肪细胞发育及分化提供重要线索及依据。     

白介素-15与脂质代谢

近些年IL-15对脂肪组织代谢的影响备受关注。IL-15可以抑制机体LPL合成,降低甘油三酯的水平,从而减少脂肪的蓄积。进一步研究发现,IL-15可以通过激活p42/p44 MAPK信号通路抑制脂肪细胞增殖活性,降低STAT5a蛋白表达抑制脂肪细胞分化,同时激活SAPK/JNK通路促使细胞凋亡。IL-15还可以上调Ca2+磷酸酶的活性,阻断脂肪细胞分化。本文将IL-15对脂代谢的影响进行简要概述。     

促分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)信号传导通路的研究进展

MAPK信号传导通路在真核生物细胞的生化和分化、细胞周期调节和细胞凋亡过程中发挥着重要的作用。生物化学研究和分子生物学鉴定表明：在酵母和哺乳动物细胞中MAPK信号传导通路都有一个保守的三组分激活模件,该模件内的激酶引发了一系列的磷酸化级联反应。了解MAPK信号传导通路的组成部分、调控方式和作用机制,有助于对因信号传导通路的调节失控而引起的疾病进行预防和治疗。     

单纯性肥胖的基因调控机制

单纯性肥胖的产生主要是由于能量摄入超过能量消耗,引起脂肪在细胞内的积累,导致脂肪细胞数目增多、体积增大.能量的摄取与消耗涉及到体内多个代谢调控环节,其中胰岛素样生长因子 -1(insulin-like growth factor-1, IGF-1)信号通路、哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)信号通路以及Sirt1信号通路起着关键性作用,它们又可通过影响g过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor g,PPARg)来调控脂肪细胞的分化与形成.     

猪SFRP4基因的表达规律及sp600125对前体脂肪细胞分化的影响

分泌型卷曲相关蛋白（SFRP4, secreted frizzled-related protein 4）是Wnt信号通路可溶解的调控子.本研究通过高通量测序（Solexa）技术、实时定量PCR（RT-qPCR）对瘦肉型和脂肪型猪不同生长阶段脂肪组织中SFRP4表达规律进行研究;用western免疫印迹及RT-PCR技术对脂肪细胞分化过程中SFRP4蛋白表达和mRNA表达进行检测;用JNK信号通路特异性抑制剂sp600125处理猪原代前体脂肪细胞,研究抑制JNK信号通路对猪前体脂肪分化以及SFRP4 mRNA和蛋白表达的影响.结果显示,SFRP4 在脂肪型猪脂肪组织表达量显著高于瘦肉型猪(P<0.01);不同组织检测结果发现,SFRP4广泛表达于各个组织,并高表达于脂肪组织;前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞分化过程中SFRP4表达量逐渐升高;sp600125促进了前体脂肪细胞分化,引起了 PPARγ、FABP4 、ATGL、Perilipin的显著升高(P<0.01),而SFRP4的表达被显著抑制.本研究为调控脂肪细胞分化关键基因的筛选提供新的理论参考.     

TGF-β/BMPs、Wnt和MAPK信号通路在间充质干细胞向成骨细胞分化中的作用

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一种多潜能成体干细胞,具有向成骨细胞分化的能力.在MSCs向成骨细胞分化中,受到多种信号通路调控,其中TGF-β/BMPs、Wnt、MAPK信号通路发挥了重要作用.而且,通过对Smad1蛋白酶体的调节,Wnt和MAPK信号可以对TGF-β/BMPs通路进行调控.在相关信号通路的共同作用下,MSCs向成骨细胞分化.现对MSCs分化过程中TGF-β/BMPs、Wnt、MAPK这三条通路进行了简要综述.     

氧化还原敏感转录因子调控脂肪分化中的分子机制

由于肥胖及肥胖相关疾病在全球范围内的日益流行,对于人们来说,清楚地认识脂肪组织如何生长变得非常重要。多项研究结果表明,氧化还原敏感转录因子在脂肪细胞分化的过程中起到了关键的作用。通过明确氧化还原敏感转录因子调节脂肪分化的作用机制,可以为干预脂肪分化和肥胖的形成提供理论和实验依据。本文回顾了最近的一些数据来列举包括核因子E2相关因子2(Nrf2),过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(PGC-1α),p53,核因子κB(NF-κB)和叉头转录因子(Fox O)等氧化还原敏感转录因子在脂肪细胞分化中起到的作用,为研究脂肪分化的分子机制和干预肥胖及其相关疾病提供新思路。     

TGF-β1通过激活Smad信号途径抑制PI3K/AKT信号介导的BMSC成脂分化

转化生长因子β1 (TGF-β1) 是参与骨髓间充质干细胞（BMSCs）脂肪定向分化的重要调节因子,其具体的调节机制尚不清楚. 本研究证明,BMSCs在体外分化为脂肪细胞的过程中, TGF-β1的基因表达显著下调,重组TGF-β1能够抑制BMSCs体外脂肪细胞定向分化,其分化的标志蛋白C/EBPβ和αP2的表达水平显著降低. TGF-β1在激活Smad信号通路的同时,还抑制胰岛素(脂肪分化的主要诱导剂)对PI3K/Akt信号通路的激活.加入Smad特异性阻断剂后,C/EBPβ和αP2的诱导表达恢复正常,同时PI3K/Akt信号通路的活化亦得以恢复. 结果提示,TGF-β1可通过Smad信号通路干扰脂肪细胞分化的核心信号通路-PI3K/Akt的活化,从而实现对BMSCs脂肪分化的抑制.该研究结果为肥胖等导致的心血管疾病或Ⅱ型糖尿病等的临床治疗提供有价值的参考.     

IGFBP3通过癌旁脂肪细胞促进肾癌细胞生长与转移的作用研究

目的:探讨肾透明细胞癌的分泌蛋白IGFBP3对癌旁脂肪细胞分化的作用及通过脂肪细胞促进肾透明癌细胞生长与转移的作用。方法:通过肾细胞癌的基因数据库发现过表达的基因IGFBP3,免疫组化和RT-PCR确认IGFBP3在标本中的表达。RT-PCR和Western Blot检测IGFBP3对脂肪细胞分化成熟特征标志物表达的影响。以过表达IGFBP3的786-O细胞为模型,Western Blot检测IGFBP3的促脂肪细胞分化作用与TGFβ-smad1/5/8及TGFβ-p38MAPK信号通路的关系。将过表达IGFBP3的786-O细胞与脂肪细胞共培养得到条件培养基,通过油红染色检测条件培养的肾癌细胞中脂滴含量,迁移实验和CCK8实验分别检测脂肪细胞对肾癌细胞侵袭性及增殖的影响。结果:相较于正常组,肾癌标本中IGFBP3的表达增加(P=0.017)。IGFBP3使脂肪细胞分化成熟相关标志物PPARγ、PGC1α、c/EBPα、Prdm16、UCP1表达增加。以IGFBP3处理脂肪细胞时,可以增加TGFβ下游蛋白表达水平,30 min后p-smad1/5/8表达增加(P=0.024),60 min后p-p38MAPK表达明显增加(P=0.013)。条件培养后的786-O细胞内的脂滴形成增加(P=0.028),脂肪细胞促进786-O细胞的增殖和迁移能力。结论:IGFBP3是肾透明细胞癌中过度表达的蛋白,能够促进前脂肪细胞分化,其机制主要通过激活TGFβ通路中的smad1/5/8、p38MAPK。成熟的脂肪细胞能够促进肾癌细胞质脂滴形成,并且促进肿瘤的增殖、提高肿瘤的侵袭性。