LPIN1基因及其多態(tài)性研究進展

衛(wèi)利選　何 誠　魯友軍　羅 成　劉 姚

(渭南市畜牧技術(shù)推廣中心,陜西渭南　714000)

LPIN1基因及其多態(tài)性研究進展

衛(wèi)利選何 誠魯友軍羅 成劉 姚

(渭南市畜牧技術(shù)推廣中心,陜西渭南714000)

Péterfy[1]等2001年通過位置克隆的方法從小鼠中分離得到LPIN1基因，其編碼產(chǎn)物為Lipin1（屬于1ipin蛋白家族）。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)LPIN1的無義變異是引起f1d（fatty 1iver dystrophy）小鼠脂肪營養(yǎng)障礙的主要原因。f1d小鼠突變個體與人脂肪營養(yǎng)障礙（1ipodystrophy）有相似的臨床癥狀，如體脂缺失嚴重、高甘油三酸酯血癥、脂肪肝、胰島素抵抗等，因此f1d小鼠是研究人脂肪營養(yǎng)障礙的理想的動物模型。

人LPIN1基因定位在2號染色體，全長80796bp，CDs全長5363bp；小鼠LPIN1基因位于12號染色體，全長53135 bp（Péterfy et a1 2001）。

1 LPIN1基因在脂肪形成中的作用

在缺失Lipin1蛋白的小鼠和細胞中研究發(fā)現(xiàn)，LPIN1基因是脂肪形成不可缺少的蛋白。在脂肪細胞分化中有兩個重要的因子--過氧化物酶體增殖物激活受體γ（perosixomepro1iferator—activated receptorγ，PPAR—γ）和 CCAAT/增強子結(jié)合蛋白α （CCAAT/enhancer binding protein α，C/EBPα），在細胞中若Lipin1缺失則導致PPARγ和C/EBPα極其靶基因不被誘導表達，但是抑制脂肪形成的前體因子（preadipocyte factor-1，Pref-1）的卻大量表達，在細胞中增強 PPAR-γ或超表達可使脂肪正常發(fā)育。這些試驗表明，LPIN1基因是脂肪組織正常發(fā)育不可或缺的基因，若缺失則導致脂肪組織發(fā)育受阻，使體脂的量減少和異常脂肪基因表達等（Phan et a1 2004）[2]。

Péterfy[3]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠的 LPIN1 基因的m RNA 經(jīng)選擇性剪切后產(chǎn)生兩種蛋白亞型即 Lipin1-α和Lipin1-β。通過在 3T3-L1脂肪細胞做亞細胞定位試驗，發(fā)現(xiàn)Lipin1-α存在于細胞核，而Lipin1-β存在于細胞質(zhì)內(nèi)，這說明這兩種亞型在脂肪形成時的作用功能各不同。在缺失 Lipin1 的f1d小鼠胚胎成纖維細胞（primary mouse embryonicfibrob1asts，MEFs）中做表達試驗，發(fā)現(xiàn)Lipin1-α表達引起 PPARγ，C/EBPα和aP2的mRNA水平升高，Lipin1-β表達引起脂肪形成過程中的相關(guān)酶的基因如 ACC1，F(xiàn)AS，SCD1，PEpCK和DGAT基因mRNA水平升高，表明 Lipin1-α的作用是誘導脂肪細胞分化，Lipin1-β對脂肪形成起促進作用。Péterfy 等[3]又做了相關(guān)試驗驗證Lipin1-β在脂肪生成時的促進作用，構(gòu)建了aP2-Lipin1-β轉(zhuǎn)基因小鼠，該小鼠在脂肪細胞中增加Lipin1-β的表達量而不影響脂肪形成的其他的因素。結(jié)果顯示，在aP2-Lipin1-β轉(zhuǎn)基因小鼠脂肪細胞中，Lipin1-βmRNA水平顯著提高，增加了成脂基因如DGAT等表達量，而PPARγ和C/ EBPα表達沒有明顯的變化。這些結(jié)果表明 Lipin1-β是調(diào)節(jié)脂肪細胞中脂質(zhì)聚積的正向調(diào)節(jié)蛋白。

2 Lipin 蛋白的生物學功能

Han等[4]試驗發(fā)現(xiàn)LPIN1基因與Mg2+依賴的磷脂酸磷脂酶的基因PAH1為同源基因，人類的LPIN1基因在E. co1i異源表達發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)物也是Mg2+依賴的磷脂酸磷脂酶。Donkor等的研究結(jié)果證實Lipin家族的三種蛋白都是磷脂酸磷脂酶。磷脂酸磷脂酶的作用是脫磷酸，在甘油三酯等脂類的合成中至關(guān)重要。缺少此酶的變異個體的細胞中的磷脂酸大量積累，但是甘油三酯及其他類脂的量顯著降低。Lipin蛋白還有另一重要作用就是轉(zhuǎn)錄激活功能，調(diào)節(jié)與脂質(zhì)相關(guān)基因的表達（Reue et a1 2009），直接參與激活 PPARa和PPARd，與核受體過氧化物酶共活化PGC-1a形成復合物，通過這種作用來調(diào)節(jié)與脂類合成相關(guān)的基因表達。由此可見，Lipin蛋白家族具有甘油三酸和磷脂合成以及具有轉(zhuǎn)錄輔激活蛋白的雙重功能。說明1ipin與機體的脂肪的沉積和脂肪細胞的分化密切相關(guān)。Donkor等[5]采用實時熒光定量PCR方法研究 LPIN1 基因的組織表達譜，發(fā)現(xiàn) LPIN1在肌肉和脂肪組織中的表達量最高，這與Phan 和Reue[6]的研究結(jié)果一致。由此可見，1ipin蛋白與脂肪的沉積有關(guān)聯(lián)，在不同的組織中的作用有所不同。

3 LPIN1基因的多態(tài)性研究

關(guān)于Lipin蛋白家族的研究主要集中在Lipin1蛋白及其基因的研究，LPIN1基因的研究最廣泛，主要集中在其蛋白功能和基因的表達及影響脂肪沉積的方式的研究，此外還有多態(tài)方面的研究。Cao等[7]研究了脂肪營養(yǎng)障礙病人LPIN1 基因的21個外顯子，沒有發(fā)現(xiàn)與脂肪營養(yǎng)障礙病相關(guān)的 SNP 位點，但是卻發(fā)現(xiàn)了4個沉默的SNP。結(jié)果表明，LPIN1 突變在已知的疾病基因沒有變異的脂肪代謝障礙患者很少見。Suvio1ahti 等在脂肪營養(yǎng)障礙及肥胖人群體中發(fā)現(xiàn)了LPIN1基因的7個 SNP位點，進行關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)了與體型指數(shù)（BMI）相關(guān)的SNP位點，但是沒有血清胰島素水平有關(guān)的位點。Katherine A. Fawcett等[8]篩選了LPIN1基因的一些SNP位點在英國人群體中研究了這些位點與人的胰島素抵抗、體重和脂肪代謝障礙的關(guān)系，未發(fā)現(xiàn)與胰島素抵抗有關(guān)聯(lián)的SNP，發(fā)現(xiàn)了與人體型指數(shù)（BMI）相關(guān)的 SNP 位點，這與Suvio1ahti 等的研究結(jié)果一致。Caro1ine Michot 等研究了29位肌溶解癥患兒，發(fā)現(xiàn)17位患者與LPIN1基因的無義突變、移碼突變和大片段的缺失有密切關(guān)聯(lián)，并證明 LPIN1 基因的突變是引起嬰兒肌溶解癥的重要相關(guān)因素。Suvio1ahti 和van Harme1en等在小鼠和人研究發(fā)現(xiàn)，脂肪組織中 LPIN1 基因的mRNA水平與血清中的葡萄糖含量及胰島素含量存在很強的負相關(guān)。Eun Seok Kang 等檢測了262名經(jīng)羅格列酮治療12周的Ⅱ型糖尿病患者的LPIN1 基因的SNPs，總共發(fā)現(xiàn)了6個SNPs，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因型Rs10192566與降糖藥羅格列酮治療效果顯著相關(guān)。試驗結(jié)果表明LPIN1基因的變異可影響降糖藥羅格列酮治療Ⅱ型糖尿的效果。He等[9]在豬的 LPIN1基因的編碼區(qū)及UTR區(qū)發(fā)現(xiàn)了17個SNP，并進行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)了其中的5個SNP位點與豬的體脂肪沉積和肌肉間脂肪的沉積存在顯著相關(guān)，說明LPIN1基因的變異與豬的胴體性狀和肉質(zhì)性狀存在顯著相關(guān)。王伯君等[11]對雞的LPIN1基因的編碼區(qū)進行多態(tài)檢測，分析3個錯義突變位點，關(guān)聯(lián)分析結(jié)果顯示 c.1727C>T位點與皮下脂肪厚和腹脂質(zhì)量顯著相關(guān)。衛(wèi)利選等[12]對黃牛Lpin1基因17個位點進行多態(tài)性檢測，發(fā)現(xiàn)3個SNPs，關(guān)聯(lián)分析顯示3個SNP多態(tài)位點與牛背膘厚、眼肌面積和大理石花紋評分等級顯著相關(guān)。魏琳琳[13]發(fā)現(xiàn)Lpin1基因?qū)d羊尾型及尾部脂肪沉積具有一定的影響

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