脂肪细胞分化过程中的DNA甲基化调控研究

脂肪细胞的分化机制和调控对于探讨生命和疾病过程具有重要意义。表观遗传调控在人类代谢综合症发展中起着重要作用，甲基化是基因组DNA的一种主要表观遗传修饰形式，其在细胞分化过程中具有重要作用。在脂肪细胞分化过程中，C/EBPα 和 PPARγ 被认为是脂肪细胞分化过程中必不可少的因子。本项目针对在脂肪细胞分化过程中起关键作用的C/EBPα的甲基化调控这一关键问题，集中研究DNA甲基化对脂肪细胞分化的机制和调控，阐释脂肪细胞分化过程中的DNA甲基化调控模式。通过细胞和整体动物水平DNA甲基化特征分析，明确脂肪细胞分化关键基因C/EBPα的DNA甲基化特征；通过筛选脂肪细胞分化前后DNA甲基化敏感基因并对其功能进行研究，进一步明确脂肪细胞分化和脂质合成调控的分子基础；证实DNA甲基化在脂肪细胞分化和调控中发挥着重要作用，为机体脂肪细胞分化和脂质合成的表观遗传调控奠定基础。

摘要：脂肪细胞的分化机制和调控对于探讨生命和疾病过程具有重要意义。表观遗传调控的甲基化是基因组DNA的一种主要表观遗传修饰形式，其在细胞分化过程中具有重要作用。在脂肪细胞分化过程中，C/EBPα 和 PPARγ 被认为是脂肪细胞分化过程中必不可少的因子。本项目针对在脂肪细胞分化过程中起关键作用的C/EBPα的甲基化调控这一关键问题，集中研究DNA甲基化对脂肪细胞分化的机制和调控，阐释脂肪细胞分化过程中的DNA甲基化调控模式。解决的主要问题是：脂肪细胞诱导分化模型的确立和诱导过程中的基因表达分析。在目前的有关脂肪细胞分化和脂滴研究中，大多都采用持续加胰岛素的模式，即“2-4-8天”持续加胰岛素。这种方法虽然能看到明显的细胞分化和脂滴效果，但可以说完全是胰岛素诱导的结果。为了还原脂肪细胞分化过程和脂滴产生的真实情况，我们采用了“4-8天“不加胰岛素的模式。其获得的基因表达谱、miRNA 检测结果及其脂肪细胞培养液中脂质分子LPA、LPC等的含量与“2-4-8天”持续加胰岛素模式有较大的区别。本实验结果的获得为后续实验研究奠定了方法学基础。 通过细胞和整体动物水平DNA甲基化特征分析，明确脂肪细胞分化关键基因C/EBPα的DNA甲基化特征；通过筛选脂肪细胞分化前后DNA甲基化敏感基因并对其功能进行研究，进一步明确了脂肪细胞分化和脂质合成调控的分子基础；证实DNA甲基化在脂肪细胞分化和调控中发挥着重要作用，为机体脂肪细胞分化和脂质合成的表观遗传调控奠定基础。此外，在我们利用前体脂肪细胞3T3-L1进行抗脂肪细胞分化和脂质合成新药物配体的研究中，发现新药物配体SAW对于C/EBPα十分敏感，具有明显的抑制前体脂肪细胞分化的作用。同时，SAW也可影响有关基因的甲基化调控敏感性。还有，在进行脂肪细胞分化的甲基化调控过程中，利用已建立的细胞水平的甲基化分析系统，对有关核受体配体进行了一些检测，意外的发现DBZ（一全新化合物）具有明显抑制脂肪细胞中脂质的合成和泡沫细胞的形成的作用，其抗炎作用的研究结果发表在CPB（2011）。在实验用的候选药物中，发现APAP具有一定肝细胞毒性，但在用LXR激动剂处理细胞时，这种毒性作用减弱。这一细胞学上的表型，后来在转基因小鼠上得到证实。此结果我们与美国匹兹堡大学谢文教授合作，论文在Hepatology(2011) 发表。