IL-6信号通路在猪脂肪细胞分化中的调控作用及分子机制

脂肪细胞分化受多种信号分子及其通路调控。IL-6信号通路是近年来鉴定的调节脂肪细胞分化的重要信号通路，ERK1/2和STAT3是其中关键的信号分子。本项目拟以原代培养的猪前体脂肪细胞为试验材料，通过脂质体将构建好的IL-6Rα、ERK1/2和STAT3逆转录病毒干扰载体分别转染猪前体脂肪细胞。在体外激活或阻断IL-6信号通路条件下，采用细胞化学染色、流式细胞术等方法分析脂肪细胞的分化率；Real-Time PCR、Western Blot等技术检测脂肪细胞分化关键基因的表达；免疫共沉淀和Western Blot检测ERK1/2和STAT3磷酸化，并分析ERK1/2和STAT3与各转录因子之间、ERK1/2与STAT3之间的相互作用。本研究结果将阐明IL-6信号通路在猪脂肪细胞分化中的调控作用及分子机制，为控制猪体脂沉积、防治人类肥胖及脂肪代谢相关疾病提供重要思路和新的靶点。

IL-6信号通路是调控人及动物机体糖脂代谢和系统炎性的重要信号通路之一，与脂肪细胞分化密切相关。为研究IL-6信号通路对猪脂肪细胞分化的调控作用及分子机制，本研究以原代培养的猪前体脂肪细胞为试验材料，在体外激活或阻断IL-6信号通路的情况下，采用油红O染色法检测脂肪细胞的聚脂形态，油红O染色提取法检测脂肪细胞中的聚脂含量，甘油试剂盒检测脂肪细胞的脂解率，Real-Time PCR和Western Blot检测脂肪细胞分化关键基因的mRNA和蛋白表达，免疫共沉淀和Western blot检测ERK1/2和STAT3磷酸化，并分析ERK1/2与STAT3之间、ERK1/2和STAT3与C/EBPβ、C/EBPα、PPARγ、Sp1等转录因子之间的蛋白相互作用。结果表明:.(1) IL-6Rα-shRNA、ERK2-shRNA、STAT3-shRNA重组慢病毒载体构建成功。.(2) 在猪脂肪细胞分化初期（0-96h）激活IL-6信号可显著增加脂肪细胞的聚脂含量，促进成脂基因PPARγ、C/EBPα、Perilipin A、FAS、LPL、SCD1等的mRNA和蛋白表达。在猪脂肪细胞分化中、后期（第5d-11d）激活IL-6信号，脂肪细胞中的脂质含量显著降低，细胞中的上述成脂基因及IRS-1的mRNA和蛋白表达水平显著下调。通过慢病毒介导的RNAi阻断IL-6信号则有效逆转IL-6的上述作用。然而，C/EBPβ的mRNA和蛋白表达水平与对照组相比差异不显著。.(3) 在脂肪细胞分化早期激活IL-6信号通路时，ERK1/2被短期磷酸化，且ERK1/2与C/EBPβ之间、ERK1/2与Sp1之间存在直接的蛋白相互作用。在脂肪细胞分化中后期持续激活IL-6信号通路，ERK1/2和STAT3的磷酸化水平逐渐增加。ERK1/2与STAT3、Sp1及PPARγ之间存在直接的蛋白相互作用；同时，STAT3与Sp1之间也存在直接相互作用。但是，当用慢病毒介导的RNAi阻断IL-6信号通路时，ERK1/2和STAT3磷酸化及上述相互作用显著减弱。. 总之，IL-6信号通路通过多重机制调控猪脂肪细胞分化。该结果将可为控制猪的体脂沉积、防治人类肥胖及脂肪代谢相关疾病提供重要思路和新的靶点。