脂肪细胞的分化机制和调控对于探讨生命和疾病过程具有重要意义。表观遗传调控在人类代谢综合症发展中起着重要作用,甲基化是基因组DNA的一种主要表观遗传修饰形式,其在细胞分化过程中具有重要作用。在脂肪细胞分化过程中,C/EBPα 和 PPARγ 被认为是脂肪细胞分化过程中必不可少的因子。本项目针对在脂肪细胞分化过程中起关键作用的C/EBPα的甲基化调控这一关键问题,集中研究DNA甲基化对脂肪细胞分化的机制和调控,阐释脂肪细胞分化过程中的DNA甲基化调控模式。通过细胞和整体动物水平DNA甲基化特征分析,明确脂肪细胞分化关键基因C/EBPα的DNA甲基化特征;通过筛选脂肪细胞分化前后DNA甲基化敏感基因并对其功能进行研究,进一步明确脂肪细胞分化和脂质合成调控的分子基础;证实DNA甲基化在脂肪细胞分化和调控中发挥着重要作用,为机体脂肪细胞分化和脂质合成的表观遗传调控奠定基础。
Adipocyte differentiation;DNA methylation;mechanism of regulation;;
摘要脂肪细胞的分化机制和调控对于探讨生命和疾病过程具有重要意义。表观遗传调控的甲基化是基因组DNA的一种主要表观遗传修饰形式,其在细胞分化过程中具有重要作用。在脂肪细胞分化过程中,C/EBPα 和 PPARγ 被认为是脂肪细胞分化过程中必不可少的因子。本项目针对在脂肪细胞分化过程中起关键作用的C/EBPα的甲基化调控这一关键问题,集中研究DNA甲基化对脂肪细胞分化的机制和调控,阐释脂肪细胞分化过程中的DNA甲基化调控模式。解决的主要问题是脂肪细胞诱导分化模型的确立和诱导过程中的基因表达分析。在目前的有关脂肪细胞分化和脂滴研究中,大多都采用持续加胰岛素的模式,即“2-4-8天”持续加胰岛素。这种方法虽然能看到明显的细胞分化和脂滴效果,但可以说完全是胰岛素诱导的结果。为了还原脂肪细胞分化过程和脂滴产生的真实情况,我们采用了“4-8天“不加胰岛素的模式。其获得的基因表达谱、miRNA 检测结果及其脂肪细胞培养液中脂质分子LPA、LPC等的含量与“2-4-8天”持续加胰岛素模式有较大的区别。本实验结果的获得为后续实验研究奠定了方法学基础。 通过细胞和整体动物水平DNA甲基化特征分析,明确脂肪细胞分化关键基因C/EBPα的DNA甲基化特征;通过筛选脂肪细胞分化前后DNA甲基化敏感基因并对其功能进行研究,进一步明确了脂肪细胞分化和脂质合成调控的分子基础;证实DNA甲基化在脂肪细胞分化和调控中发挥着重要作用,为机体脂肪细胞分化和脂质合成的表观遗传调控奠定基础。此外,在我们利用前体脂肪细胞3T3-L1进行抗脂肪细胞分化和脂质合成新药物配体的研究中,发现新药物配体SAW对于C/EBPα十分敏感,具有明显的抑制前体脂肪细胞分化的作用。同时,SAW也可影响有关基因的甲基化调控敏感性。还有,在进行脂肪细胞分化的甲基化调控过程中,利用已建立的细胞水平的甲基化分析系统,对有关核受体配体进行了一些检测,意外的发现DBZ(一全新化合物)具有明显抑制脂肪细胞中脂质的合成和泡沫细胞的形成的作用,其抗炎作用的研究结果发表在CPB(2011)。在实验用的候选药物中,发现APAP具有一定肝细胞毒性,但在用LXR激动剂处理细胞时,这种毒性作用减弱。这一细胞学上的表型,后来在转基因小鼠上得到证实。此结果我们与美国匹兹堡大学谢文教授合作,论文在Hepatology(2011) 发表。