脂肪分解与脂滴表面蛋白及脂解通路中的重要信号分子密切相关。近几年研究发现ERRa在脂肪细胞脂解中发挥关键调节作用,并很可能与perilipin A及β1,2,3-ARs间的相互作用有关。本项目以猪成熟脂肪细胞为试验材料,构建ERRa腺病毒超表达载体和慢病毒干扰载体,采用试剂盒分析ERRa对脂解的作用,电镜技术检测脂滴超微结构,Real-time PCR、western blot技术检测perilipin A、β1,2,3-ARs表达;在病毒侵染的成熟脂肪细胞中,激活或阻断PKA通路的条件下,利用上述技术检测perilipin A、β1,2,3-ARs表达及perilipin A和PKA的磷酸化水平;免疫共沉淀法分析ERRa与perilipin A和β1,2,3-ARs间的相互作用,探索ERRa在成熟脂肪细胞脂解中的作用及机理,为猪体脂沉积的调控提供新的靶点。
ERRα;miR-125a;Wnt/β-catenin signal pathway;adipocyte;lipolysis
近来研究表明,多种核转录因子及信号通路参与调控脂肪细胞甘油三酯积累过程。雌激素受体关联受体α(Estrogen-related receptor α, ERRα)基因敲除鼠脂肪组织含量显著减少50%以上本课题围绕ERRα在机体中的表达模式和脂肪分解中的作用及机理进行研究,获得如下结果 1. ERRα在大鼠肾脏表达量最高,其次为心脏、WAT和肌肉,脾脏中表达量最低,随脂肪细胞分化表达量增加。在分化的脂肪细胞中,ERRα主要分布于细胞核中。 2. ERRα下调β-catenin蛋白表达,从而减弱经典Wnt/β-catenin信号通路对脂肪细胞分化关键转录因子C/EBPα和PPARγ的抑制作用,从而促进前体脂肪细胞分化。 3. ERRα通过上调PGC1-β mRNA 及蛋白表达促进PPARγ和SREBP-1c的转录活性,进而上调甘油三酯合成基因 FAS 和 SCD-1 表达,增加了脂肪细胞中脂质聚集。 4.分化的脂肪细胞中,ERRα通过上调HSL和ATGL表达促进了脂肪细胞脂肪分解的作用,PKA通路和ERK1/2通路没有参与这一过程。 5.通过PicTar和TargetScan等miRNA靶基因预测软件分析获得ERRα是miR-125a的候选靶基因,荧光素酶报告显示miR-125a能与ERRα 3’UTR结合并下调荧光素酶活性。 6.过表达miR-125a,抑制了猪脂肪细胞脂质聚集,ERRα及成脂标志基因mRNA及蛋白水平均有明显下降,猪前体脂肪细胞分化明显受抑制。使用Antagomir抑制miR-125a则促进了猪前体脂肪细胞的分化。综上所述,ERRα 高表达于脂肪组织中且无性别差异。ERRα 至少通过以下两种途径促进脂肪细胞分在前体脂肪细胞中,ERRα 通过减少 β-catenin 蛋白表达而抑制Wnt/β-catenin 信号通路对脂肪生成的抑制作用;在分化的脂肪细胞中,ERRα 转录激活PGC-1β 启动子而促进其 mRNA 和蛋白表达,进而辅调节 PPARγ 和 SREBP-1c 的生脂能力。ERRα 能够通过上调 ATGL 和 HSL 的表达而增加甘油三酯水解。miR-125a负调控脂肪细胞分化,这种调控作用是通过调控ERRα表达实现的。