脂肪沉積分子機(jī)理的研究進(jìn)展

摘 要：脂肪組織是重要的內(nèi)分泌器官，可分泌脂肪細(xì)胞因子，調(diào)控脂肪形成與脂解作用，不同脂類沉積候選基因表達(dá)模式在脂肪組織代謝中發(fā)揮重要作用。脂肪組織沉積和脂解的發(fā)生均是通過內(nèi)源性基因之間的相互作用。

關(guān)鍵詞：脂肪組織；脂肪細(xì)胞；脂肪候選基因

1 脂肪細(xì)胞的分化增殖

脂肪組織是一個(gè)動(dòng)態(tài)的組織。細(xì)胞水平研究表明：脂肪增生可能一直持續(xù)到成年[1]。關(guān)鍵是脂肪細(xì)胞的來源問題，經(jīng)典觀點(diǎn)認(rèn)為，大部分脂肪細(xì)胞來源于脂肪組織間結(jié)締組織內(nèi)的前體細(xì)胞[2]。然而，成熟脂肪細(xì)胞和子細(xì)胞的去分化和增殖是新脂肪細(xì)胞的另一重要來源。肉牛的脂肪細(xì)胞具備去分化能力，這些細(xì)胞在體外能夠形成有增殖能力的細(xì)胞。能夠逆分化為成熟的脂肪細(xì)胞。脂肪組織的總量受動(dòng)物種類和不同脂肪沉積部位的影響。在體外每100個(gè)成熟的脂肪細(xì)胞就有一個(gè)細(xì)胞具有去分化能力和形成具有增殖能力的子細(xì)胞，19月齡的肉牛僅皮下脂肪中含有43.2公斤的脂肪組織和14.306億細(xì)胞[3]。

2 反芻動(dòng)物的脂類代謝

不同脂肪沉積部位的細(xì)胞代謝和遺傳機(jī)制差異已有文獻(xiàn)報(bào)道[4]。豬的皮下脂肪前體細(xì)胞比內(nèi)臟脂肪細(xì)胞增殖快，TAG積聚迅速[5]。皮下和內(nèi)臟脂肪前體細(xì)胞分化過程中細(xì)胞因子表達(dá)不同，如C/EBP，肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1B（CPT1B）和脂肪酸結(jié)合蛋白4 [6]。內(nèi)臟脂肪中的前體脂肪細(xì)胞分化能力低于皮下脂肪中的前體脂肪細(xì)胞 [7]。牛的皮下和肌間脂肪組織中的C/EPB家族成脂轉(zhuǎn)錄因子，受營(yíng)養(yǎng)條件的影響[8]。同時(shí)組織形態(tài)發(fā)育，細(xì)胞結(jié)構(gòu)，脂肪含量，反應(yīng)代謝調(diào)控的重要因子，動(dòng)物體脂的沉積，及組織特異性沉積部位存在很多差異[9]。此外，在胎兒期和出生后早期階段脂肪生成對(duì)成年后肌間脂肪細(xì)胞量具有顯著影響[10]。

3 脂肪細(xì)胞決定和分化因子1的研究進(jìn)展

脂肪細(xì)胞決定和分化因子1（ADDl），是類固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白家族成員，哺乳動(dòng)物包括SREBP-1和SREBP-1c和SREBP-2三種蛋白。SREBP-1c主要在脂肪細(xì)胞中表達(dá)，是調(diào)控脂肪細(xì)胞分化的重要的核轉(zhuǎn)錄因子。

ADD1與PPAR-γ和CCAAT元件結(jié)合蛋白共同調(diào)控脂肪細(xì)胞的分化過程[11]。ADD1還可以調(diào)節(jié)低密度脂蛋白、乙酰輔酶A羧化酶、脂肪酸合成酶、生長(zhǎng)抑制因子、葡萄糖激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激等有關(guān)脂肪合成和葡萄糖代謝的基因[12]。ADD1基因高表達(dá)，可以促進(jìn)肌肉和肝臟等非脂肪組織內(nèi)的脂肪細(xì)胞沉積[13]。ADD1基因多態(tài)性與肌間脂肪、皮脂率和屠宰率顯著相關(guān)[14，15]。

3.1 DGATs基因的研究進(jìn)展

二酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶（DGATs）是一種微粒體酶，該酶與脂肪代謝、脂類在組織中的沉積有很大關(guān)系，它的主要作用機(jī)制是使二酰甘油加上脂肪酸酰基形成三酰甘油[16]。DGAT是調(diào)控甘油三脂與脂肪酸之間的關(guān)鍵因子，在細(xì)胞脂類的代謝中起關(guān)鍵的作用。

DGAT調(diào)控脂肪組織的生成。除了能催化三?；视偷暮铣赏?，還能催化二?；视?、視黃醇和蠟類物的合成。該基因與背膘厚、肌內(nèi)脂肪含量和脂肪沉積的QTL緊密連鎖。移植了DGAT1缺失的白色脂肪組織能抵抗部分肥胖，并增加了胰島素促進(jìn)葡萄糖的分配，同時(shí)還能提高受體小鼠中胰島素信號(hào)途徑的活力，說明 DGAT1 缺失的白色脂肪組織中改變的內(nèi)分泌功能對(duì)能量和葡萄糖代謝具有重要作用。

3.2 過氧化物酶體增殖物激活受體基因的研究進(jìn)展

過氧化物酶體增殖物激活受體（PPARs）是調(diào)節(jié)目標(biāo)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子超家族成員。PPARs存在三種亞型α、δ、γ。可與類維生素A受體形成異二聚體，再結(jié)合于特異性DNA序列，調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄。目前認(rèn)為，脂肪細(xì)胞的分化由PPARγ/RXR異二聚體、CCAATT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白及脂肪細(xì)胞分化決定因子1/固醇調(diào)控元件結(jié)合蛋白共同調(diào)控[17]。PPARγ是脂肪細(xì)胞分化過程中所必需的，起著核心的作用，具有正向調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞分化的作用。

PPAR-γ可使3T3成纖維細(xì)胞內(nèi)C/EBPα的表達(dá)增加，從而促使其轉(zhuǎn)化為脂肪細(xì)胞[17]。PPARγ的適量表達(dá)在脂肪細(xì)胞分化中起相當(dāng)重要的作用，若將PPARγ敲除，細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)分化障礙，導(dǎo)致胚胎的早期死亡，而PPARγ過度表達(dá)則會(huì)引起嚴(yán)重的脂類代謝紊亂[17]。

因此PPARγ的適量表達(dá)在脂肪細(xì)胞分化中起重要作用。PPARγ還參與脂代謝相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控。PPARγ主要參與誘導(dǎo)脂肪細(xì)胞的分化。在脂肪細(xì)胞分化的早期，大多數(shù)脂肪細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄激活前PPARγ就有表達(dá)，到成熟脂肪細(xì)胞時(shí)表達(dá)量達(dá)到最高[18]。

3.3 脂肪分化相關(guān)蛋白的研究進(jìn)展

脂肪分化相關(guān)蛋白（ADRP）是一種脂肪細(xì)胞因子，主要在分化早期的脂肪細(xì)胞中表達(dá)，通過抑制胞內(nèi)帶有中性脂滴的脂肪酶的活性，促進(jìn)中性脂滴的積累，對(duì)促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)脂滴形成起著重要作用。脂肪分化相關(guān)蛋白的人類同源蛋白稱為親脂素，它選擇性地增加長(zhǎng)鏈脂肪酸的吸收，刺激脂質(zhì)的聚集和脂滴的形成，是細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)積聚和脂肪細(xì)胞積聚的靈敏而特異的指標(biāo)[19]。有研究明確指出該蛋白與骨骼肌肌間甘油三酯的水解緊密相關(guān)[20]。因此，脂肪分化相關(guān)蛋白對(duì)脂質(zhì)代謝具有重要作用。

在畜禽育種研究中，ADFP基因存在多態(tài)性，推測(cè)ADFP很可能是脂肪沉積的候選基因[21]。ADRP在未分化的脂肪細(xì)胞中含量很低，脂肪細(xì)胞開始分化后其表達(dá)迅速增加[20]。ADRP除了是形成細(xì)胞內(nèi)脂滴的主要成分，也是脂肪細(xì)胞分化和脂質(zhì)沉積的重要標(biāo)志之一[22]。

4 展 望

肌間脂肪含量對(duì)肉的嫩度以及肉的品質(zhì)影響很大，目前肌間脂肪含量的研究主要集中在豬、雞和羊等動(dòng)物上，對(duì)牛的報(bào)道很少。在基因表達(dá)水平上探索調(diào)控牛脂代謝的分子機(jī)理，尋找影響脂肪沉積的重要候選基因，為動(dòng)物肉質(zhì)性狀改良和新品種培育提供新思路。

參考文獻(xiàn)：

[1] D.S. Cianzio， D.G. Topel， G.B. Whitehurst，et al.Adipose tissue growth and cellularity： changes in bovine adipocyte size and number. Journal of animal science 60， （1985） 970-976.

[2] G.J. Hausman， S. Poulos， Recruitment and differentiation of intramuscular preadipocytes in stromal-vascular cell cultures derived from neonatal pig semitendinosus muscles. Journal of animal science 82， （2004） 429-437.

[3] M.E. Fernyhough， J.L. Vierck， G.J. Hausman， et al. Primary adipocyte culture： adipocyte purification methods may lead to a new understanding of adipose tissue growth and development. Cytotechnology 46， （2004） 163-172.

[4] M.V. Dodson， G.J. Hausman， L. Guan， et al. Skeletal muscle stem cells from animals I. Basic cell biology. International journal of biological sciences 6， （2010） 465-474.

[5] J. Samulin， I. Berget， S. Lien， H. Sundvold， Differential gene expression of fatty acid binding proteins during porcine adipogenesis. Comparative biochemistry and physiology. Part B， Biochemistry & molecular biology 151， （2008） 147-152.

[6] T.A. Kokta， M.V. Dodson， A. Gertler， et al. Intercellular signaling between adipose tissue and muscle tissue. Domestic animal endocrinology 27， （2004） 303-331.

[7] B. Soret， H.J. Lee， E. Finley， et al.， Regulation of differentiation of sheep subcutaneous and abdominal preadipocytes in culture. The Journal of endocrinology 161， （1999） 517-524.

[8] M.D. Jensen， Role of body fat distribution and the metabolic complications of obesity. The Journal of clinical endocrinology and metabolism 93， （2008） S57-63.

[9] M. Du， J. Tong， J. Zhao， et al. Fetal programming of skeletal muscle development in ruminant animals. Journal of animal science 88， （2010） E51-60.

[10] B.M. Spiegelman， J.S. Flier， Adipogenesis and obesity： rounding out the big picture. Cell 87， （1996） 377-389.

[11] Fleischmann M， Iynedjian P B.Regulation of sterol regulatory-element binding protein 1 gene expression in liver：role of insulin and protein kinaseB/ cAkt.Biochem J，2000，349：13-17.

[12]張鐵贏，邊連全. 豬脂肪細(xì)胞定向和分化因子1基因的研究進(jìn)展[J]. 豬業(yè)科學(xué)，2013，30（05）：106-108.

[13] 李江凌，劉銳，陳曉暉等. ADD1基因多態(tài)性位點(diǎn)與豬肌內(nèi)脂肪含量、嫩度及背膘厚的關(guān)聯(lián)性研究[J]. 中國(guó)豬業(yè)，2013，8（06）：44-45.

[14] 李長(zhǎng)龍，潘玉春，孟和等.H-FABP、MC4R、ADD1 基因多態(tài)性在3個(gè)豬群中分布及其與肌內(nèi)脂肪和背膘的相關(guān)研究[J].遺傳，2006，28（2）：159-164.

[15] 劉世強(qiáng).豬脂肪沉積相關(guān)基因SNP研究及其部分內(nèi)含子測(cè)序[D].廣州：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[16]王彥，許恒勇，朱慶.哺乳動(dòng)物DGAT基因及其生物學(xué)功能研究進(jìn)展[J]. 遺傳，2007，（10）：1167-1172.

[17] 郭睿，李昌平.PPAR-γ對(duì)非酒精性脂肪性肝病的作用[J]. 西南軍醫(yī)，2008，（06）：124-126.

[18] 張長(zhǎng)慶，劉婷，趙生國(guó)等. PPARγ基因在荷斯坦公牛不同組織部位表達(dá)差異性研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（23）：13-18.

[19] C. Prats， M. Donsmark， K. Qvortrup， et al.Decrease in intramuscular lipid droplets and translocation of HSL in response to muscle contraction and epinephrine. Journal of lipid research 47， （2006） 2392-2399.

[20] 劉梅芳.脂肪分化相關(guān)蛋白的研究進(jìn)展[J]. 生理科學(xué)進(jìn)展，2012，43（04）：241-246.

[21] J.B. Kim， H.M. Wright， M. Wright， et al. ADD1/SREBP1 activates PPARgamma through the production of endogenous ligand. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 95， （1998） 4333-4337.

[22] 趙旺生.西農(nóng)薩能羊ADRP基因CDS區(qū)的克隆及序列分析[A]. 中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物遺傳育種學(xué)分會(huì).中國(guó)動(dòng)物遺傳育種研究進(jìn)展-第十五次全國(guó)動(dòng)物遺傳育種學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C].中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物遺傳育種學(xué)分會(huì)：，2009：1.

基金項(xiàng)目：吉林省教育廳資助項(xiàng)目（012015066）；延邊大學(xué)校級(jí)項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介：

戢爽（1981-），女，講師，研究方向：分子遺傳與動(dòng)物育種