EMT对间充质干细胞的募集和定向为前棕色脂肪细胞的作用及机制

脂肪分白色和棕色脂肪两种。白色脂肪细胞数量和体积增多就形成肥胖；棕色脂肪能加快脂肪氧化产热，促进机体能量代谢，对抑制肥胖有重要作用，因此诱导体内棕色脂肪细胞分化，尤其促进白色脂肪向棕色脂肪转分化已成为生命科学领域的重要问题。本项目首次发现在多潜能干细胞向棕色脂肪细胞定向过程中存在上皮-间充质转换（EMT），同时也发现皮下白色脂肪主要表达上皮标志基因，而棕色脂肪主要表达间充质标志基因，而且在慢性冷暴露小鼠皮下白色脂肪衍生出棕色脂肪的过程中间充质细胞重要标志N-cadherin表达增加，这些结果提示EMT对棕色的脂肪形成有重要意义。我们希望利用已经建立的C3H10T1/2多潜能干细胞向前棕色脂肪细胞定向的细胞模型及慢性冷暴露白色脂肪组织衍生出棕色脂肪的小鼠模型阐明EMT对间充质干细胞的募集和向前棕色脂肪定向的作用；该研究可为探寻通过激活棕色脂肪作为防治肥胖及相关代谢性疾病提供新的思路和途径。

研究背景：.脂肪分白色和棕色脂肪两种。白色脂肪细胞数量和体积增多就形成肥胖；棕色脂肪能加快脂肪氧化产热，促进机体能量代谢，对抑制肥胖有重要作用，因此诱导体内棕色脂肪细胞分化，尤其促进白色脂肪向棕色脂肪转分化已成为生命科学领域的重要问题。.主要研究内容: .本课题将利用已经建立的C3H10T1/2多潜能干细胞向棕色脂肪细胞定向分化的细胞模型和慢性冷暴露小鼠白色脂肪组织衍生出棕色脂肪的动物模型来研究EMT对脂肪组织内间充质干细胞的募集和定向为前棕色脂肪细胞的作用和调控机制。.重要结果及关键数据：.1).Lox通过直接影响EMT或调节Twist促进EMT样变化及脂肪细胞的定向分化.BMP4促进C3H10T1/2多潜能干细胞定向为前脂肪细胞，该过程存在上皮-间充质转化（epithelial- mesenchymal transition,EMT)样变化。EMT样变化对脂肪细胞定向是必需的, 赖氨酰氧化酶(Lysyl Oxidase,Lox）通过直接影响EMT或调节Twist促进EMT样变化及脂肪细胞的定向分化。.2).miR-27靶向抑制Lox.我们进一步研究发现Lox受到miR-27的靶向抑制，皮下脂肪Lox与而BMI成正相关，而miR-27a和miR-27b的表达水平与BMI值成负性相关。.3).Lox调控白色脂肪的棕色化.我们发现肥胖诱导的Lox在白色脂肪棕色化模型中表达下降，用BAPN（Lox抑制剂）抑制Lox活性，常温下能促进皮下脂肪Ucp1表达，而在冷暴露时，大大提高小鼠对寒冷的适应能力，体温明显高于对照组。进一步研究发现抑制Lox能明显促进皮下脂肪的棕色化，表现为Ucp1等产热基因表达增加，更重要的是棕色脂肪特异性标志基因Zic1也明显增加，而伴随TNF-α表达被明显抑制。我们亦发现敲低Lox在分化成熟3T3-L1脂肪细胞中的表达，促进Ucp1的表达及米色脂肪标志基因的表达，说明抑制Lox促进白色脂肪向米色脂肪的转分化。而给予TNF-α来则能抑制BAPN诱导的白色脂肪棕色化作用。给予BAPN或利用腺病毒抑制脂肪组织Lox表达，能明显抑制高脂饮食诱导的肥胖，改善代谢，糖耐量和胰岛素耐量得到明显提高。.科学意义：.我们以Lox作为出发点研究其对脂肪定向发育和棕色化及对代谢的影响和分子机制。该研究可为探寻通过激活棕色脂肪作为防治肥胖及相关代谢性疾病新的途径。