配体依赖的辅助抑制因子调控脂肪分化与代谢的作用及机制研究

Since adipocyte dysfunction is a key event in the development and progression of multiple metabolic diseases, it is important to explore the biological function of adipose tissues and clarify the molecular mechanism of the adipocyte differentiation and metabolism under various physiological and pathological conditions. Growing evidence indicates that nuclear receptor cofactors play critical roles in adipogenesis, lipid metabolism and energy metabolism. Recently, we discovered that ligand-depend corepressor (LCOR) is a suppressor of adipogenesis. Further investigation suggested that LCOR regulates the transcription of CCAAT enhancer binding protein alpha (C/EBPalpha) and peroxisome proliferative-activated receptor gamma (PPARgamma) during early adipogenesis. Subsequently, we identified C/EBPbeta, a key regulator of early adipogenesis, as a LCOR binding protein. We hypothesized that LCOR regulates the expression of C/EBPalpha and PPARgamma and determine the ability of adipocyte differentiation through interfering with the transcriptional activity of C/EBPbeta. In this project, we aim to understand the molecular mechanism of adipogenesis mediated by LCOR and the epigenetic regulation of gene transcription controlled by LCOR. Meanwhile, we would like to explore the regulatory role of LCOR in energy metabolism by using adipose-specific LCOR knockout mice. This study will unveil the pathogenesis of obesity and obesity-related diseases and provide new ideas and targets for clinical treatment.

脂肪细胞的功能紊乱是许多代谢性疾病发生发展过程中的一个核心事件，因此探索脂肪组织的生物学功能，阐明各种生理病理条件下脂肪细胞分化和代谢的调控机制具有深刻的意义。越来越多的证据表明，核受体辅助因子对于脂肪分化、脂质代谢以及能量代谢的调控至关重要。我们最近的研究发现配体依赖的辅助抑制因子LCOR具有抑制脂肪细胞分化的作用。我们还发现LCOR在脂肪细胞分化早期控制着C/EBPa和PPARg的表达，而脂肪分化早期调控因子C/EBPb是LCOR的结合蛋白。我们预测LCOR可能通过调控C/EBPb的转录活性，影响C/EBPa和PPARg的表达水平以及脂肪细胞的分化能力。我们计划深入研究LCOR调控脂肪细胞分化的分子机理，研究LCOR调控转录的表观遗传机制，利用LCOR脂肪特异敲除小鼠探索LCOR对机体能量代谢的调控作用。本项目研究将揭示肥胖及肥胖相关疾病的病理机制，为治疗相关疾病提供新的思路和靶标。

脂肪组织是机体重要的代谢器官，对于维持机体代谢平衡和能量稳态有重要意义，异常的脂肪细胞分化导致的脂肪组织发育不全或者过度积累都会对机体造成危害。脂肪细胞分化是受多种因子高度精细调控的过程，越来越多的研究表明转录辅助因子对脂肪细胞分化有重要的调控作用。配体依赖的辅助抑制因子LCoR是最近发现的一个转录辅助抑制因子，它可以通过与多种核受体及转录因子相互作用从而抑制目的基因的表达。已有的报道发现LCoR在肿瘤发生以及肝脏脂质积累等方面都有重要作用，但是它在脂肪细胞分化中的功能还是未知的。本课题的目标是探讨LCoR在脂肪细胞分化中的功能并阐明其中的分子机制。通过研究我们发现LCoR对脂肪细胞分化具有负调控作用，过表达LCoR会显著抑制脂肪细胞的分化而降低LCoR的表达会明显促进脂肪细胞的分化。机制研究我们发现LCoR对脂肪分化的抑制作用依赖于它和脂肪分化早期重要调控蛋白C/EBPβ结合。LCoR通过C端的HTH结构域与C/EBPβ发生直接结合，LCoR蛋白N端的NR box对于两者的结合没有作用。LCoR与C/EBPβ的结合是LCoR抑制脂肪分化的前提条件，缺失了介导LCoR与C/EBPβ的结合的HTH结构域后，LCoR抑制脂肪细胞分化的能力也随之丧失。进一步研究发现，LCoR会随着C/EBPβ结合到C/EBPα和PPARγ的启动子上，抑制了C/EBPβ对C/EBPα和PPARγ的转录激活，从而阻断了脂肪细胞的分化过程。当在细胞中异位表达C/EBPα或PPARγ后，由LCoR导致的脂肪分化缺失可以得到很大程度的恢复。LCoR 作为核受体转录辅助抑制因子主要通过招募其它的辅助因子形成复杂的蛋白复合体来发挥抑制功能。深入研究我们发现LCoR抑制C/EBPβ的转录活性依赖于对CtBPs的招募。缺失CtBPs结合区域的LCoR对C/EBPβ转录活性的抑制作用明显减弱，与之对应的，不能招募CtBPs的LCoR抑制脂肪分化的能力也显著减弱。我们的研究结果首次揭示了LCoR在脂肪分化过程中的重要功能，发现LCoR可以通过招募CtBPs抑制C/EBPβ的转录活性从而抑制脂肪细胞的分化，阐明了LCoR作为新的脂肪分化抑制因子的作用机制。