TNF-α与Wnt及chemerin信号通路串话在脂肪细胞分化中的作用机制研究

脂肪细胞分化异常是肥胖发生的病理基础，涉及复杂网络分子的调控。Wnt/β-catenin及chemerin/CMKRL1信号通路和TNF-α在脂肪细胞分化中的串话机制尚未明确。我们发现：TNF-α缺失的db/db小鼠较同龄db/db小鼠更加肥胖，其脂肪细胞分化相关分子的表达高于后者；单纯TNF-α缺失小鼠体重较野生型小鼠略有增加。我们推测：TNF-α与上述两个信号通路间串话，参与调控脂肪细胞分化和成熟过程。为验证此假设，本课题采用loss-of-function和gain-of-function策略，通过干预两个信号通路关键分子的功能，首先在细胞水平研究上述肥胖和非肥胖小鼠脂肪细胞分化中关键调控分子的时序性表达和功能变化，然后在体研究这些因子与肥胖发生的相关性，探究肥胖早期主要调控网络分子间的串话机制。这将有助于以脂肪细胞分化关键分子为靶标，进一步开展肥胖防治研究。此研究尚未见国内外报道。

鉴于我们之前发现：1）TNF-α缺失的瘦素受体突变db/db（OT）小鼠较同龄db/db小鼠更加肥胖，其脂肪细胞分化相关分子的表达高于后者；2）单纯TNF-α缺失小鼠体重较野生型小鼠略有增加的现象。因此，我们提出TNF-α与Wnt/β-catenin及chemerin/CMKRL1信号通路在小鼠内脏前脂肪细胞分化中存在串话，参与调控脂肪细胞分化和成熟过程。本课题采用loss-of-function和gain-of-function策略，通过干预两个信号通路关键分子的功能，首先在细胞水平研究了肥胖和非肥胖小鼠脂肪细胞分化中关键调控分子的时序性表达和功能变化；然后在体研究了关键因子与肥胖发生的相关性，探究了肥胖早期主要调控网络分子间的串话机制。我们发现：1）TNF-α缺失导致小鼠SVF-前脂肪细胞分化活力增强，主要是上调PPARγ水平，而合并肥胖时，除PPARγ之外，其对成脂关键分子（如adiponectin等）的影响不明显；.2）Wnt信号激动剂LiCl对不同基因型SVF-前脂肪细胞成脂分化均具有明显抑制作用，其作用机制是通过下调β-catenin表达，并抑制PPARγ等成脂基因表达有关；3）TNF-α通过某种方式抑制chemerin信号的表达，从而抑制脂肪细胞的分化；TNF-α通过与膜上受体结合后，进入细胞质基质，维持β-catenin不被降解，从而激活Wnt/ β-catenin信号通路，降低成脂相关蛋白的表达，抑制前脂肪细胞分化；4）羟喜树碱通过下调β-catenin和PPARγ表达，影响肥胖发生。. 上述研究结果初步验证了我们的假说。另外，我们推测，还有其他信号分子在不同基因型小鼠脂肪细胞分化过程中受到影响，还需进一步深入研究。. 另外，在本研究实施过程中，我们还有一新的重要发现：缺乏胰岛素不仅可抑制前脂肪细胞成脂分化进程，同时也可以启动小鼠原代前脂肪细胞成脂分化的逆转，即去分化。目前对于脂肪细胞去分化，尤其是胰岛素缺乏导致这一变化的报道极为少见。得益于国家自然科学基金委对本课题的资助，我们发现的这一新现象，对于脂肪细胞分化和去分化分子调控机制的研究，将提供宝贵的参考依据，并为我们后续科研工作奠定了关键基础。