过氧化物体增殖活化受体γ辅活化因子PGC-1α调控鸡前脂肪细胞线粒体发育和脂质沉积的分子机制研究

A mass of mitochondrials proliferation and lipid acculumation are appeared in process of preadipocytes differentiation. Peroxisome Proliferator-activated Receptor γ Coactivator-1 alpha (PGC-1α) modulates mitochondrial biosynthesis and oxidation, which direactly affect lipid deposition in adipocytes. Until now, the molecular mechanism of PGC-1α controlling preadipocytes differentiation is not clear. Thus, in the present study, we will adopt primary preadipocytes from abdominal fat as materials and study on the developing process of mitochondrial. We are planning to analyze mitochondrial development, lipid deposition and cell differentiation via over-expression and siRNA of PGC-1α in preadipocytes. Furthermore, based on the data obtained in Digital Gene Expression and Bioinformation Analysis in previous study, we will adopt Chromatin Immunoprecipitation and Double Immunofluorescence Labeling methods to verify the mechanism of how PGC-1α activates its receptor Peroxisome Proliferator-activated Receptor γ (PPARγ). We will illuminate the molecular mechanism of PGC-1α regulating preadipocytes differentiation via PPARγ signaling pathway by putting these trials into practice. Our study would provide a new way to clarify the mechanism of fat deposition in chickens.

脂肪细胞分化过程包含大量的线粒体增殖和脂质沉积。过氧化物体增殖活化受体γ辅活化因子-1 alpha（Peroxisome Proliferator-activated Receptor γ Coactivator-1 alpha，PGC-1α）可以调控线粒体生物合成和氧化呼吸，直接影响脂质沉积，但其作用的分子机制尚不清楚。本项目拟以鸡腹脂原代培养的前脂肪细胞为材料，研究其分化过程中线粒体的发育性变化。同时采用超表达和基因干扰技术，分析PGC-1α基因对前脂肪细胞的线粒体发育、脂质沉积的影响。此外，基于本课题组对数字基因表达谱和生物信息学分析结果，进一步采用染色质免疫共沉淀和双重免疫荧光技术，研究PGC-1α活化过氧化物体增殖活化受体gamma（PPARγ）的分子机制。本项目拟通过上述研究探明PGC-1α通过PPARγ信号通路调控鸡前脂肪细胞分化的作用机制，为阐明鸡脂肪沉积机理提供新的思路。

过氧化物酶体增殖物激活受体 γ 辅助活化因子 1（Peroxisome Proliferators .Receptor-Gamma Coactivator 1，PGC-1）家族包括PGC-1α、PGC-1β与 PGC-1 相关因子 PRC。这三个成员在结构上有许多相似之处，但某些区域也存在差异，所以它们的功能也具有特异性，如 PGC-1β 可能参与调节细胞的分化，而 PGC-1α则与线粒体的生物合成关系更为密切。鸡脂肪细胞的发育包括前体脂肪细胞的分化、线粒体增殖以及甘油三酯的合成等一系列过程，PGC-1α和PGC-1β可能参与调节上述过程。本项目以此为切入点，（1）以速生型（AA）和慢速型（HS1）肉鸡为模型，分析了0-70日龄脂肪发育多个关键时期、多种脂肪组织中脂质代谢相关基因的表达谱，尝试探明两种能量利用效率差异较大的群体在脂肪性状发育规律及差异，并探索脂肪形成关键调控因子。（2）以速生型鸡为素材，采用限制采食量的方法，分析饲喂量对鸡血糖和脂肪性状发育的影响；利用鸡前体脂肪细胞，采用干扰手段，研究PGC-1β基因调控鸡脂肪细胞脂代谢的分子机制。（3）初步探索了外源性瘦素对鸡原代前体脂肪细胞增殖分化的影响。结果：（1）AA肉鸡体重和肝重在28d、49d和70d均显著高于优质鸡HS1系，AA肉鸡腹脂重在28d显著高于优质鸡HS1系。（2）除脂肪合成相关基因FAS外，ACC、PGC-1α、PPARγ、SREBP-1c和PLIN1基因在28 d、49 d和70 d时在优质鸡HS1系的肝脏和腹脂中的表达量均高于AA肉鸡。（4）不同饲喂量显著影响了肉鸡体重及体脂沉积，PGC-1β基因参与肉鸡脂肪代谢的调控。（5）前脂肪细胞分化过程中，随着分化的进行所有ACC、FAS、PGC-1α、PPARγ、SREBP-1c和PLIN1基因的表达都在48h呈现表达高峰，随后下降，这与脂肪细胞的增殖高峰48-60h这一时间节点吻合。干扰PGC-1β基因表达显著抑制了鸡脂肪细胞的分化，并且抑制了PPARγ与SREBP-1c的表达，揭示了PGC-1β可能通过调控PPARγ或SREBP-1c的表达来调控脂肪细胞分化。（6）不同浓度瘦素对鸡原代前体脂肪细胞增殖分化，及相关基因PPARγ、SREBP1c mRNA表达均无影响。本研究初步探明PGC-1α和PGC-1β参与调控鸡的脂肪细胞发育。