新基因TM4在能量代谢和肥胖发生发展过程中的作用

本课题组克隆了一条具有4穿膜结构的新基因，并命名为TM4，由344个氨基酸组成。已成功地制备TM4基因剔除模型。经高脂诱导，TM4剔除小鼠出现明显的肥胖及体重、体脂、摄食增加，且呈现糖耐量减退。肥胖鼠肝、脂肪组织Nur77、IKKε基因表达明显上调。已证明：Nur77是TM4的相关作用蛋白；高脂显著下调TM4的量。TM4则通过负调节Nur77，后者上调IKK家族的表达，而IKK在肥胖的发生发展过程中起至关重要的作用。已观察到肥胖病人3种TM4外显子杂合突变（L26F，S128P及P227S），且在家系筛查中和肥胖共分离。因此，TM4在高脂诱导的肥胖发生过程具有重要作用，可以认为TM4是连接高脂饮食（能量代谢紊乱）与肥胖的桥梁。本课题旨在阐明TM4在肥胖发生发展过程中的作用机制（高脂-TM4-IKK-炎症/摄食-肥胖新途径）；论证TM4基因突变及其SNP与肥胖的关系；探索防治肥胖药物靶点。

TM4（UBAC2）包含4个跨膜结构域和泛素结合结构域，主要表达于细胞膜和核膜。本课题旨在探讨TM4在代谢性炎症中的病理生理作用。我们发现，TM4基因多态性与肥胖风险显著相关。进一步的研究表明，TM4 KO小鼠在高脂饮食诱导下出现肥胖，脂肪肝，高血压和糖耐量异常表型。酵母双杂交提示：Nur77是TM4的相互作用蛋白之一，pull down 证实TM4与Nu77相互作用。体外研究发现，TM4敲除导致脂肪细胞肥大、巨噬细胞浸润与激活，以及Nur77与下游促炎基因激活。体内与体外研究证实，TM4下调Nur77，以及IKKβ、NF-kB的表达。高糖与游离脂肪酸均能以剂量依赖的方式下调TM4表达，而泛素 - 蛋白酶体抑制剂PS-341则通过抑制TM4降解，上调TM4水平。 在db / db小鼠，PS-341干预能下调Nur77/IKKβ/ NF-κB在内脏脂肪、肝脏中表达，并使高血糖、高血压、糖耐量异常缓解。高胰岛素-正常血糖钳夹试验表明，PS-341干预能增加葡萄糖输注率，减轻db / db小鼠的胰岛素抵抗。TM4（UBAC2）在代谢性炎症的病理生理过程中起重要作用，它可能是连接能量过剩与胰岛素抵抗的桥梁。