二硫键-A氧化还原酶类似蛋白与PGC-1α的相互作用及其对肝细胞线粒体功能及脂肪代谢的研究

Lipid metabolism dysregulation is closely associated to non-alcoholic fatty liver disease, insulin resistance, diabetes and other metabolic syndromes, yet the underlying mechanism remains to be elucidated. The investigation of mitochondria function is essential to understand lipid and energy metabolism and explore novel therapeutic strategies targeting fatty liver diseases and related metabolic syndromes. We previously found that the disulfide-bond-A oxidoreductase-like protein (DsbA-L), which was firstly isolated from mitochondria in rat hepatocytes, promotes adiponectin multimerization in adipocytes and protects against diet induced obesity and insulin resistance. However, the role of DsbA-L in the mitochondria biogenesis, mitochondria function, lipid metabolism and energy homeostasis in liver is poorly understood. In this proposed study we will investigate the potential function of DsbA-L in regulating mitochondria biogenesis, function and energy metabolism in liver. Furthermore, we hypothesize that DsbA-L may interact with PGC-1α(peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1 alpha）, which is a key regulator of mitochondria biogenesis and function. We will further determine whether binding to DsbA-L is important for PGC-1α to protmote mitochondrial biogenesis and function. Our study will shed new lights on the function of mitochondrial PGC-1α in regulating mitochondrial biogenesis and liver function. Thus our proposed study will provide valuable information of novel function of DsbA-L as well as its potential to be a target of anti-fatty liver and anti-insulin resistance therapeutics.

脂肪代谢调节的紊乱与非酒精性脂肪肝等代谢性疾病的发生密切相关,而线粒体功能调控的研究对于脂肪代谢，脂肪肝疾病预防治疗极为重要。我们前期研究发现二硫键A氧化还原酶类似蛋白（DsbA-L）这个最初从大鼠肝细胞线粒体中分离的蛋白，能促进脂肪细胞中脂联素的多聚化。此外该蛋白在脂肪组织中的高量表达能抵抗高脂饮食导致的肥胖，胰岛素抵抗和肝脂肪变性。然而DsbA-L在肝细胞脂肪以及线粒体能量代谢调节中的研究尚未有报道。在本项目中我们将研究DsbA-L在脂肪代谢以及在肥胖所引起的非酒精性脂肪肝病中的作用。此外我们将首次探索DsbA-L与PGC-1α，一个非常重要的调控线粒体功能以及细胞能量代谢的转录共调控因子的相互作用，并进一步研究PGC-1α对线粒体直接调控的新机制。该研究将揭示调节线粒体功能的新机制，并可能为开发治疗脂肪代谢疾病，胰岛素抵抗及相关代谢疾病药物提供新靶点。

脂肪代谢调节的紊乱与非酒精性脂肪肝等代谢性疾病的发生密切相关,而线粒体功能调控的研究对于脂肪代谢，脂肪肝疾病预防治疗极为重要。我们前期研究发现二硫键A氧化还原酶类似蛋白（DsbA-L）这个最初从大鼠肝细胞线粒体中分离的蛋白，能促进脂肪细胞中脂联素的多聚化。此外该蛋白在脂肪组织中的高量表达能抵抗高脂饮食导致的肥胖，胰岛素抵抗和肝脂肪变性。然而DsbA-L在肝细胞线粒体能量代谢以及脂肪代谢调节中的研究尚未有报道。在本项目中我们进行了了DsbA-L在肝细胞线粒体功能调节以及两种互补的特异动物模型中的功能性研究，提示了该蛋白在能量代谢以及代谢综合症疾病中的重要功能。此外我们首次探索了DsbA-L与PGC-1α，Tom70 等重要的调控线粒体功能以及细胞能量代谢的调控因子的相互作用，并进一步研究了PGC-1α对线粒体直接调控的新机制。为了深入研究及证明DsbA-L在肝脏组织体内中的功能和意义，我们获得了DsbA-L肝脏特意敲除小鼠，以及DsbA-L过量表达小鼠。在DsbA-L肝脏特意敲除小鼠的肝脏组织中，线粒体编码的13个基因表达水平显著下调，线粒体功能明显下降。而在DsbA-L过量表达小鼠的肝脏中，线粒体编码基因例如coxI, cox II, MT-ND1,Cytb 表达量明显上调，而细胞核编码基因cox5a 以及TFAM在DsbA-L过量表达小鼠的肝脏中没有明显变化。该研究揭示了二硫键A氧化还原酶类似蛋白调节线粒体功能的新机制，并为开发治疗脂肪代谢疾病，胰岛素抵抗及相关代谢疾病药物提供新靶点。