脂肪细胞膜相关蛋白通过Tenascin-C调控脂肪组织炎症的机制

The adipose tissue inflammation is a key underlying cause for the development of insulin resistance in type 2 diabetes mellitus(T2DM). Previously we found that decrease of adipocyte plasma membrane associated protein (APMAP) may induce adipose tissue inflammation. However the detail mechanism remained unknown. After suppression of APMAP expression in 3T3-L1 adipocytes, up regulated protein TNC and down regulated protein MAP4K5 were screened by proteomics. Previous studies had shown that TNC could induce the inflammation, and the expression of TNC was activated by JNK pathway. Moreover MAP4K5 can activate JNK via MAPK signaling pathway. Therefore, with the morphology, molecular biology and cell biology technology we will investigate the correlation of APMAP, TNC and adipose tissue inflammation in T2DM patients, adipocyte-specific APMAP knockout mice and 3T3-L1 adipocytes. Further, we will verify whether APMAP upregulates TNC via MAPK pathway and then triggers adipose tissue inflammation. This study will reveal the APMAP function and clarify the mechanism of adipose tissue inflammation induced by APMAP. Also it will provide a novel target for the insulin resistance therapy in T2DM.

脂肪组织炎症是触发2型糖尿病（T2DM）胰岛素抵抗的重要病因。我们前期发现脂肪细胞中脂肪细胞膜相关蛋白（APMAP）表达下调，可导致脂肪组织炎症，但具体机制尚不明确。我们在3T3-L1脂肪细胞中抑制APMAP的表达，利用蛋白质组学发现其下游与炎症相关的肌腱蛋白C (Tenascin-C, TNC)表达上调、MAP4K5表达下调。既往研究表明TNC可促进炎症反应，并被JNK激活；而MAP4K5可调控JNK通路。因此本课题拟在T2DM患者、APMAP脂肪组织特异性敲除小鼠和3T3-L1脂肪细胞中，运用形态、分子生物学、细胞生物学等技术，验证APMAP、TNC与脂肪组织炎症的相关性；APMAP通过MAPK信号通路调控TNC表达，从而介导脂肪组织炎症。本研究将更清晰地揭示APMAP的功能，阐明其调控脂肪组织炎症的分子机制，从而为T2DM胰岛素抵抗的综合防治及找寻治疗新靶点提供新的理论依据。

目的：肥胖症的患病率在全球范围内逐年上升，已成为目前世界范围严重的公共卫生问题之一。研究表明，促进脂肪组织非颤栗性产热（Non-shivering thermogenesis，NST）可成为治疗肥胖的有效手段。脂肪细胞膜相关蛋白（adipocyte plasma membrane associated protein, APMAP）是一种新型整合膜蛋白，在人体脂肪组织中表达较多。前期研究发现，孕前体重指数（Body mass index, BMI）较高的产妇其内脏网膜组织中APMAP 表达水平下调，表明APMAP的表达下降可能与肥胖发生具有相关性。本研究旨在进一步探究 APMAP 与脂肪组织产热的相关性，以及其调控机制。.结果：（1）APMAP在小鼠脂肪组织中表达量较高，尤其在BAT中表达量最高。（2）与白色脂肪细胞相比，米色脂肪细胞中APMAP 表达水平显著升高。在 SVF 诱导分化为米色脂肪细胞过程中 APMAP与UCP1的表达量均逐渐升高。（3）与 BMI<25kg/m2人群相比，BMI≥30kg/m2患者 scWAT 中 APMAP 表达水平显著降低。（4）在 DIO 小鼠模型中，与对照组相比，DIO 小鼠 iWAT 和 BAT 中 APMAP 表达水平显著降低。在冷刺激小鼠模型中，与室温小鼠相比，经过不同时程冷刺激的小鼠 iWAT 和 BAT 中 APMAP 表达水平显著升高；（5）体外试验显示，在米色脂肪细胞中沉默 APMAP 的表达，细胞中产热相关基因的表达水平显著降低，HSL（ser563）磷酸化被抑制；在米色脂肪细胞中过表达 APMAP，细胞中产热基因的表达显著升高，HSL（ser563）磷酸化增强。体内实验显示，在小鼠 iWAT 和 BAT 中特异性过表达 APMAP，脂肪组织中产热基因的表达显著升高，HSL（ser563）磷酸化增强。（6）全身和脂肪组织特异性敲除APMAP后，小鼠代谢水平显著降低。.结论：APMAP在小鼠脂肪组织，尤其是产热脂肪组织中表达量较高，且表达量在米色脂肪细胞诱导分化过程中逐渐增加。APMAP在肥胖模型的产热脂肪中表达量显著下降，而在冷刺激模型的产热脂肪中表达量显著升高。APMAP通过增强HSL（ser563）磷酸化促进脂解过程，从而促进脂肪组织产热过程，其可能成为肥胖治疗的新靶