RNA結合蛋白QKI在脂肪細胞分化中的作用研究.pdf

1、肥胖是嚴重影響人類健康的五大流行病之一。大量研究表明，肥胖與糖尿病、冠心病、高血壓、動脈粥樣硬化及某些腫瘤（如乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌）等疾病有關。肥胖的人由于脂質(zhì)過度堆積，使得脂肪細胞過度增殖和肥大，導致脂肪組織功能失調(diào)，游離脂肪酸增多，而巨噬細胞也會侵入到脂肪組織中，從而最終引起胰島素抵抗，2型糖尿病等代謝性疾病的發(fā)生。因此對脂肪細胞的分化進行研究，有助于闡明肥胖發(fā)生的機制，并為有效地治療其相關并發(fā)癥提供生物學基礎。
　　在激素等激

2、活因子的作用下，前體脂肪細胞可以轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒旆只闹炯毎?。一般我們將脂肪細胞分化分為兩個部分：第一個部分為多潛能的干細胞轉(zhuǎn)化形成為前體脂肪細胞（adipocyte commitment）；第二個部分為前體脂肪細胞終末分化為成熟的脂肪細胞（terminal differentiation）。以往研究影響脂肪細胞分化的分子多集中于轉(zhuǎn)錄因子，如PPARγ和C/EBPα。研究表明轉(zhuǎn)錄因子PPARγ和C/EBPα是影響脂肪細胞分化的開關基因。近來

3、許多研究表明轉(zhuǎn)錄后調(diào)控在脂肪細胞分化中也起著非常重要的作用。如miR-130，miR-27和miR-378可以調(diào)控成脂分化基因以及脂類合成基因來影響脂肪分化；RNA結合蛋白HuR可以通過靶向C/EBPβ而調(diào)控脂肪細胞的分化。這些結果都說明轉(zhuǎn)錄后調(diào)控在脂肪細胞分化中也扮演著重要的角色，對這類分子在脂肪細胞分化中的作用進行探索和驗證，有利于進一步闡明脂肪分化的分子機制。
　　RNA結合蛋白QKI是STAR家族成員之一。Qk基因可以編碼

4、多種蛋白，而主要的有三種，分別命名為QKI5、QKI6和QKI7。以往的研究表明QKI參與血管和神經(jīng)的分化和發(fā)育。我們實驗室的研究也表明，QKI參與了結腸上皮的分化過程以及巨噬細胞的分化過程。近年還有研究表明，QKI還參與了肌肉細胞的分化。生物信息學顯示QKI能夠調(diào)節(jié)FASN、COX2、SCD1以及FABP4等與脂肪分化和脂類合成密切相關的分子，提示QKI可能在脂肪細胞分化過程中發(fā)揮重要的功能。
　　目的:
　?、偬接慟KI

5、在脂肪細胞及脂肪組織中的表達情況以及在脂肪細胞分化過程中的表達規(guī)律，初步建立QKI的表達與脂肪細胞分化的相關關系；
　　②探討QKI是否參與多潛能的干細胞以及前體脂肪細胞向成熟脂肪細胞分化的過程；
　?、坳U明QKI參與調(diào)控脂肪細胞分化過程的分子機制。
　　方法和結果:
　?、偈紫壤肳estern Blot、Q-PCR以及免疫熒光的方法分別在基因水平及蛋白水平檢測了QKI在多潛能的干細胞C3H10T1/2和前體脂

6、肪細胞3T3-L1中的表達情況。結果顯示， QKI在這兩種未分化的細胞中都有表達，并且在多潛能的干細胞C3H10T1/2中的表達量更高。此外，我們的結果還顯示，C3H10T1/2和3T3-L1向成熟脂肪細胞的分化過程中QKI的表達逐漸升高。
　?、诶寐《靖腥镜姆绞匠晒⒘薗KI過表達以及干涉的C3H10T1/2穩(wěn)轉(zhuǎn)細胞系。Western Blot和Q-PCR檢測，發(fā)現(xiàn)QKI5和QKI6以及shQKI5和shQKI6在C3H1

7、0T1/2細胞中成功表達，并且過表達和干涉的作用效率都很高。
　?、踂estern Blot和Q-PCR檢測結果表明QKI5的過表達使得QKI6的表達升高，說明QKI5對QKI6的表達有促進作用。并且發(fā)現(xiàn)干涉掉QKI5以后QKI6的表達顯著降低，這與QKI5的過表達促進QKI6的表達相一致。進一步說明QKI5的表達是QKI6表達的前提，如果QKI5不表達QKI6也就不表達。
　?、躋KI的過表達促進了多潛能干細胞C3H10T

8、1/2向脂肪細胞的分化；而將QKI干涉以后，脂肪細胞的分化明顯受到了抑制，無論是針對QKI5的干涉，還是針對QKI6的干涉，這種抑制作用都非常明顯。同時，干涉QKI也抑制了前體脂肪細胞3T3-L1的成脂分化。
　?、莼蛐酒治?、Western Blot以及Q-PCR的結果表明，干涉QKI抑制了脂肪特異性基因的表達。比如Pparg、Cebpa、Fabp4及AdipoQ等。
　?、蘩肁ffymetrix基因芯片分析以及Q-P

9、CR檢測發(fā)現(xiàn)QKI knockdown抑制了C3H10T1/2細胞胞外基質(zhì)（ECM）基因——編碼Ⅱ型膠原α1鏈的Col2a1基因以及編碼彈性蛋白的Eln基因的表達，促進了編碼基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）的基因Mmp3、Mmp13、Mmp16的表達。
　?、逜ffymetrix基因芯片分析以及Q-PCR和Western Blot檢測的結果表明干涉QKI抑制了多潛能干細胞C3H10T1

10、/2的BMP信號通路，抑制了前體脂肪細胞3T3-L1的PI3K-AKT信號通路。
　　結論:
　　通過本課題的研究，我們首次發(fā)現(xiàn)RNA結合蛋白QKI參與了脂肪細胞分化的進程，并闡明了其調(diào)控機制。首先，我們發(fā)現(xiàn)RNA結合蛋白QKI的表達在脂肪細胞分化過程中逐漸升高；其次，發(fā)現(xiàn)QKI異構體QKI5和QKI6都能夠促進脂肪細胞分化以及脂肪特異性基因的表達；最后，發(fā)現(xiàn)QKI可以調(diào)控某些細胞外基質(zhì)相關分子，并且闡明了QKI通過BMP及