Subfatin对脂肪细胞分化与脂质代谢的影响及其分子机制

Poorly differentiated adipocyte showed limited function of lipid metabolism, thereby causing hyperlipidemia, systemic inflammation, insulin resistance, atherosclerosis, etc. Adipokines (such as leptin，adiponectin and apelin) can regulate adipocyte differentiation and lipid metabolism in an autocrine/paracrine manner. We have previously found a new adipokine- - subfatin. To our knowledge, there were not any reports related to its functions. It was found that: subfatin was highly expressed in adipose tissue of mice which were susceptible to diet-induced obesity; subfatin expression was significantly increased during the preadipocyte maturation; overexpression of subfatin promotes preadipocyte differentiation, and knockdown expression of subfatin inhibits preadipocyte differentiation. These results suggest that subfatin may be involved in the regulation of adipocyte differentiation and lipid metabolism. Adipose-specific knockout and overexpression mice will be feeded with standard or high-fat diet to explore the influence of subfatin on body weight, blood lipid, morphology and weight of adipose tissue and lipid ectopic accumulation. Embryonic fibroblasts and adipose stem cells will be isolated from subfatin tatol knockout and overexpression mice and cultured in vitro, and induced to differentiation to explore the influence of subfatin on adipocyte differentiation and lipid metabolism. And further we try to explore the molecular mechanism via co-immunoprecipitation, genearray, lipidomics. This study may provide new targets for prevention and treatment of obesity-related diseases.

脂肪细胞分化不良会导致脂质代谢能力降低。脂肪因子可通过自/旁分泌的形式调节脂肪细胞的分化与脂质代谢能力。我们前期发现一个新的脂肪因子- - subfatin/皮下脂肪素，目前尚无该基因的任何功能报道。实验发现：易肥胖小鼠脂肪组织中subfatin表达高；脂肪前体细胞成熟/成脂过程中，其表达逐渐增加；敲减该基因抑制了脂肪前体细胞的分化成熟。这些结果提示subfatin可能参与调节脂肪细胞的分化与脂质代谢。运用我们培育的脂肪特异性过表达与敲除小鼠，在低脂及高脂饮食条件下研究subfatin对体重、血脂、脂肪组织重量与形态等整体与组织水平指标的影响。运用我们培育的subfatin全身过表达与敲除小鼠分离胚胎成纤维细胞和脂肪间充质干细胞，在体外诱导分化，了解subfatin对脂肪细胞分化及脂质代谢的影响，并进一步通过免疫共沉淀、基因芯片、脂质组学的方法探讨其分子机制。从而为代谢疾病提供新的防治靶点。

脂肪组织可分泌各种功能性脂肪因子。发现研究这些脂肪因子，可为近年来发病率不断攀升的代谢疾病提供新的靶点。通过对脂肪组织全基因组表达谱的筛查，我们发现一个新的脂肪因子Metrnl，全称Meteorin-like。我们将Metrnl命名为Subfatin，因为对该基因的表达分布检测显示，其在小鼠和人的皮下脂肪中高表达。我们的实验证明，小鼠的Subfatin为分泌性糖蛋白。脂肪细胞分化过程中Subfain的表达逐渐升高。肥胖小鼠的白色脂肪中Subfatin的表达特异性的上调。.在3T3-L1脂肪前体细胞上过表达和敲减Subfatin的实验证明，Metrnl可促进脂类聚集与脂肪细胞分化。类似作用在C3H10T1/2多潜能干细胞、原代小鼠胚胎成纤维细胞、以及脂肪间充质干细胞上也被证实。进一步的实验证实，Subfatin可通过自分泌和旁分泌方式发挥这一作用。.为了进一步探索脂肪Subfatin的作用，我们构建了Subfatin脂肪特异性过表达和敲除小鼠模型，并在正常和高脂饮食条件下观察其表型。脂肪特异性过表达Subfatin未影响体重、饮食、代谢率、呼吸熵，未改变血胆固醇的水平，但是扩大了脂肪细胞的体积，改善了高脂饮食条件下的高甘油三脂血症，提高胰岛素敏感性。脂肪特异性敲除Subfatin亦未影响体重等指标，但减小了脂肪细胞，恶化了高脂饮食诱导的高甘油三脂血症，加重了胰岛素抵抗。此外，Subfatin未改变脂肪的含量和分布，未加重或缓解脂类的异位沉积，未改变重要脂肪因子的表达。.甘油三酯过载实验证实脂肪表达的Subfatin提高了机体对甘油三脂的处置能力。酯酶活性检测证明Subfatin提高了脂肪而非肌肉的脂酶活性。脂肪组织分化标志基因的表达检测证明，Subfatin促进了脂肪细胞的分化。Subfatin显著上调了脂肪分化的关键因子PPARγ的表达。抑制PPARγ会阻断Subfatin的促脂肪细胞分化的功能。这些结果表明Subfatin调节血脂的机制可能是通过PPARγ促进了脂肪细胞的分化，提高了脂肪各种脂质代谢相关基因的表达，进而提高了脂肪脂质代谢能力。.本研究首次阐明了脂肪来源的Subfatin长期作用下对机体糖脂代谢的影响及其作用机制。目前已发表SCI论文3篇，已接受1篇，主要结果发表在2015年12期的Diabetes。申请发明专利5项，已授权2项。申请PCT专利1项，