20xx年度教育部重点实验室总结报告

20xx年度教育部重点实验室总结报告内容摘要：

IL6转录中起重要的作用； NFIL6和 NFκB 作用元件亦参与脂联素诱导的 IL6 转录调控。 本 研究 为脂联素在调节炎症中的作用及 IL6 的表达调控机制提供了新见解。 （ 5） 细胞内能量感受分子哺乳动物雷帕霉素靶 蛋白（ mammalian target of rapamycin, mTOR）调节 ghrelin 产生的机制 10 中枢的 mTOR 信号分子在维持能量平衡起着重要的作用。 另外 消化系统在维持机体能量代谢平衡中起举足轻重的作用，不仅是因为机体所需的营养成分 都要通过消化道消化吸收，更因为消化道分布着机体最多的内分泌细胞， 分泌多种内源性活性肽类分子，参与调节能量代谢的几乎所有环节，是协调机体能量代谢、调节 组织器官网络的重要分子。 首次发现了胃粘膜 X/A样内分泌细胞内存在着以 mTOR 为中心的能量感受机制，而 mTOR 活性对 ghrelin的产生有着重要的调控作用， X/A 样内分泌细胞内 mTOR 信号传导可以通过 ghrelin 调节营养代谢。 正常和肥胖小鼠模型上均观察到 mTOR 抑制剂雷帕霉素诱发了糖耐量减低、胰岛素抵抗，同时伴有血浆辛酰化 ghrelin 的明显增高。 采用 ghrelin 受体拮抗剂预处理，或者在 ghrelin 受体基因敲除均发现对雷帕霉素所致的糖代谢紊乱具有保护作用。 这一发现提示 X/A样内分泌细胞内 mTOR是肥胖和相关代谢性疾病防治的新靶点。 此外，我们还发现高度特异性催化 ghrelin 酰基化的酶－ Ghrelin O酰基转移酶（ GOAT）在胰岛细胞中表达，胰岛素可抑制 GOAT 表达，其机制可能与激活 mTOR 信号通路有关。 以上发现为能量代谢尤其是糖代谢中体内激素间的相互调控提供了新的理论依据。 （ 6） ER stress 刺激脂肪分解及其机制 肥胖和糖尿病时脂肪细胞存在明显的 ER stress，此时 ER stress 可刺激脂肪分解，释放更多的游离脂肪酸到血液，并由此引发其它组织的脂毒性和胰岛素抵抗。 我们发现，在 ER stress 条件下，大鼠原代脂肪细胞和分化脂肪细胞的甘油三酯水解显著增加。 脂肪分解反应的增加的机制，与细胞内 cAMP 升高， PKA和 ERK1/2 激活有关。 在这些信号的下游，脂滴包被蛋白 Perilipin 磷酸化增强。 脂肪酶 HSL 和 ATGL 蛋白水平没有改变，但 HSL 磷酸化及其向油滴表面的转位增加，由此导致脂肪酶活性增加，导致脂肪分解反应增加 （ J Biol Chem， 2020，已 接受）。 （ 7） 脂滴包被蛋白 perilipin 缺失小鼠心肌肥厚 我们的研究显示 peri /小鼠脂肪组织减少， 脂肪分解显著增强，血浆甘油三酯、甘油及葡萄糖水平升高，游离脂肪酸水平下降，同时伴有胰岛素抵抗，提示其机体脂质代谢紊乱。 peri /小鼠心脏重量增加 ，体积增大，该病理现象无性别及基因型差异（ 129/SvEv和C57BL/6J）。 同时 小鼠出现心脏舒张功能不全；177。 dp/dt的下降，收缩功能的障碍。 研究其 机制 显示 peri /小鼠脂肪组织减少，不能有效的储存脂肪酸于脂肪组织，同时脂肪分解增强，使得脂肪酸的释放增多，最终使脂肪酸代谢旺盛的器官如心肌，对其摄取利用增加，导致心肌脂质的异位蓄积，引起心肌脂毒性的发生。 其 心肌 清除氧自由基及抗氧化的能力下降。 心肌脂 11 肪酸 氧化增强，心肌细胞出现氧化应激损伤。 心肌能量底物脂肪酸氧化利用失平衡，线粒体损伤，进一步加剧心肌 的损伤及能量代谢失衡，最终导致心功能的下降。 该 小鼠作为一个新的心肌代谢性肥厚模型，揭示由于脂肪组织脂肪酸代谢异常引起心肌脂质代谢紊乱，最终导致心肌结构异常及功能障碍，有助于加深对代谢性心肌肥厚发生机制的理解。 （六）脂代谢与动脉粥样硬化 （ 1） 调控脂肪发育新基因 Seipin 的作用机制及其在动脉硬化中的作用 Seipin 基因是调节脂肪发育和脂滴形成的基因，其功能尚未能在哺乳动物模型中明确。 Seipin 同时在巨噬细胞中表达，对动脉硬化的发生发展可能有一定影响。 目前本研究室制备了脂肪特异性转基因、以及全身、脂肪组 织、神经特异性 Seipin 基因敲除模型。 其中脂肪特异性转基因和全身、脂肪组织特异性基因敲除 3个模型的表型分析工作已经完成，表明 Seipin的早期表达对脂肪组织的发育以及脂滴形成起着重要作用。 ① 全身性 Seipin 基因缺失小鼠模型显示，小鼠的脂肪组织发育障碍，成年后出现胰岛素抵抗和脂肪肝，研究论文“ Seipin ablation in mice results in severe generalized lipodystrophy”（“小鼠 Seipin 基因缺陷导致严重全身性脂肪 萎缩”）发表在 Human Molecular Geics 上 （ 2020， 20(15):302230）。 ② 脂肪特异性 Seipin 转基因小鼠表现为脂肪细胞轻度减少，但脂解活性和脂解相关基因高表达，表明机体需要 Seipin 的平衡稳态才能维持脂肪细胞的正常功能。 相关研究论文“ Overexpression of human seipin/BSCL2 in mouse adipose tissue results in body fat redistribution”（“人类 Seipin 基因在小鼠脂肪组织特异性表达引起机体脂肪的重新分布”）AJP Endo Met 已 接受。 ③ 脂肪特异性和巨噬细胞特异性 Seipin 缺陷小鼠的研究工作正在进行中。 初步结果表明，脂肪特异性 seipin 缺陷小鼠在成年期出现与全身性 seipin 缺陷相似的脂肪萎缩、胰岛素抵抗和脂肪肝表型，其机制正在分析中。 动脉硬化易感的巨噬细胞 seipin 缺陷小鼠通过骨髓移植到 LDL 受体缺陷小鼠而制备成功，正在与 Seipin－ LDL 受体双基因缺陷的小鼠进行动脉硬化病变的比较分析。 该两项研究将在明 年完成。 ④ 脂肪组织特异性表达 Seipin 及脂肪组织、脂肪干细胞移植对脂肪萎缩的矫治研究。 目前完成的工作显示单纯脂肪表达 Seipin 可以矫正全身 Seipin 缺陷的脂肪萎缩和脂肪肝，并逆 12 转胰岛素抵抗及低脂联素和低瘦素血症，表明哺乳动物的 Seipin 功能可能与果蝇的组织自治性质有所不同。 （ 2） 骨髓来源的 LPL 对机体甘油三酯代谢的作用分析 通过骨髓移植技术， 证实了骨髓来源的 LPL 具有明显降解血浆中蓄积的富含甘油三酯脂蛋白的作用， 同时使得血浆高密度脂蛋白（ HDL）水平增加了 3 倍多。 这一结果表明，骨髓中巨噬细胞的 LPL 虽然在血管内膜下的局部具有促进动脉硬化作用，但其参与全身脂代谢的作用将会通过改善血浆脂蛋白谱而具有抗动脉硬化的功能，由此可以推论，巨噬细胞的 LPL 在动脉粥样硬化的发生发展中同样具有促进和对抗的双重作用。 相关研究论文 发表于 PLos One杂志上。 （ 3） ApoC3 转基因大动物模型的表型分析 在原有严重高甘油三酯血症小鼠模型的基础上，我们根据临床上大多数是轻中度高甘油三酯血症的特点，以脂蛋白脂酶抑制蛋白 ApoCIII 为靶点，制备了与人类相似、具有中度高甘油三酯血症的 ApoCIII 转基因小鼠、家兔和小型猪模型，并开展了高甘油三酯血症与动脉硬化的转化医学研究。 ① 高甘油三酯血症的 ApoCIII 转基因小鼠制备成功后，我们 以 该小鼠为基础繁育制备了动脉硬化易感模型，包括 ApoCIII 转基因 LDL受体基因缺陷， ApoCIII 转基因 清道夫受体基因缺陷小鼠等，正在开展高甘油三酯与动脉硬化和脂肪肝的研究。 ② 成功制备了中度高甘油三酯血症的 ApoCIII 转基因家兔。 该模型具有明显的高甘油三酯血症表型 ,脂肪清除障碍以及脂蛋白脂酶 活性抑制。 研究论文 发表在 Transgenic Research，2020。 ③ 高甘油三酯血症的 ApoCIII 转基因小型猪制备成功。 猪的心血管系统和糖脂代谢和人类高度相似，是理想的代谢性心血管疾病模型。 通过胚胎纤维母细胞基因转染结合核移植技术，目前已获得 6只雄性 ApoCIII 转基因小型猪，基因型和表型鉴定已经完成，论文已发表在 FEBS Journal,2020。 （ 4） 代谢性核受体激活物 PGC1α对血管平滑肌增生的影响及其机制 代谢性核受体 PPARg 参与胰岛素敏感性 、 糖代谢及 血压的调节，且通过巨噬细胞的表达从而直接影响动脉硬化的发生发展。 由于平滑肌细胞增生是动脉硬化过程中的重要环节，为此， 13 我们建立了 PPARg 激活物 PGC1α在平滑肌细胞特异表达的转基因小鼠模型，在转换到动脉硬化易感的ＬＤＬ受体缺陷背景后，以饮食诱导和血管损伤造成的动脉硬化为模型 ， 并同时制备了 PGC1α在平滑肌细胞特异表达的转基因家兔模型，通过喂饲高胆固醇饲料造成动脉粥样硬化，发现 PGC1α转基因家兔的动脉粥样硬化病变明显减少。 进一步的机制分析正在进行中。 （ 5） PPAR 在阿霉素相关肾病发生中的作用 研究 ① 完善了代谢性核受体基因缺失模式动物平台 ：通过本项目的实施，目前已具备的代谢性核受体领域基因缺失模式动物包括： FXR 基因敲除小鼠、 LXRα、 LXRβ 基因敲除小鼠、PPARα、 PPARβ 基因敲除小鼠、 PPARγ 杂合型 基因敲除小鼠、 PPARγ 组织特异性基因敲除小鼠、 PPARγ 持续性表达小鼠、 LXR / db/db 小鼠、 LXR /db/db 小鼠和 LXR 双基因敲除小鼠等； ② PPARα 在阿霉素相关肾病中的保护作用研究 ：阿霉素是临床常 用的化疗药物，常因其肾脏毒副作用而停药，目前还缺乏有效的治疗手段。 我们利用 PPAR 激动剂及 PPAR 基因敲除小鼠探讨了 PPAR 在阿霉素相关肾病发生中的作用。 结果发现， PPARα 激动剂Fenofibrate 可以显著减轻阿霉素所致的蛋白尿及肾小球足突细胞的损伤，而 PPAR 基因敲除则明显加重肾脏损伤。 上述结果发表在肾脏研究领域知名杂志《国际肾脏病杂志》上（ Kidney Int. 2020。 79： 1302–1311）。 该杂志专门配发题为“ PPARα transcriptional activity is required to bat doxorubicininduced podocyte injury in mice ”的评述（ Kidney Int. 2020 Jun。 79(12):12746）； ③ 运用蛋白组学方法发现一批在 2 型糖尿病小鼠肾脏组织表达改变的蛋白。 对其中一种受 PPAR 调控的蛋白 HMGCS2 的进一步研究发现 HMGCS2 在 2 型糖尿病小 鼠肾脏中表达显著增加，其介导合成的酮体与糖尿病肾病的发生可能有密切的关系，有可能成为糖尿病肾病治疗的一个新靶点（ American Journal of PhysiologyEndocrinology amp。 Metabolism. 2020。 300:E296E303）； ④ 核受体 PPARγ 调节基因胰源性因子 PANDER(又称 FAM3B)在肝脏糖脂代谢调节中的作用。 发现 FAM3B 可以通过 Akt/FOXO1 通路参与肝脏糖脂代谢调节及脂肪肝、高甘油三脂血症和胰岛素抵抗的发生。 本研 究为脂肪肝、高脂血症和 2 型糖尿病的治疗提供了新的靶点。 研究 结果发表在 国际 肝脏病研究最 有影响 的杂志上（ Hepatology 2020； 53(6):190616）。 ⑤ PPAR 介导通路在肾脏髓质间质细胞抵抗高渗损伤的作用 ：发现高渗可以通过抑制 14 AMPK 活性，继而激活 NFkB/COX2/PGI2/PPAR 通路，从而导致细胞存活。 本研究不仅有助于阐明肾脏髓质高渗状态的维持机制，也对基于激活 AMPK 从而发挥降糖作用的药物如二甲双胍和匹格列酮的临床应用安全性提出了警示。 结果发表在肾 脏研究领域最 有影响 的杂志上(Journal of American Society of Nephrology 2020 Oct。 22(10):1897911.)。 ⑥ PPAR 内源性配体长链不饱和脂肪酸 花生四烯酸代谢产物前列腺素 E2 生理功能研究： 发现前列腺素 E2 受体 2 亚型 EP2 可能通过抑制 VSMCs 的增殖、迁移和胶原的合成，从而改善动脉损伤后新生内膜的形成和再狭窄的发生，从而为经皮血管成型术后再狭窄的发生提供了新的潜在治疗靶点。 该研究发表在心血管研究领域知名的杂志上（ Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2020 Aug。 31(8):173947）；另外，也发现 EP2 受体在 B 淋巴细胞的成熟中发挥重要作用，并可能与系统性红斑狼疮的发病有关；我们的结果也提示前列腺素 E2 受体 3 亚型 EP3 在血压调节中有重要作用，并可能与高血压发生有关，从而提示 EP3 可作为高血压治疗的靶点（投稿中）； ⑦ 前列腺素受体与动脉导管闭锁不全： 对四种前列腺素 E2 受体，即 EP EP EP3 和EP4，基因打靶的研究发现 EP4 基因敲除小鼠发生典型的 出生后动脉导管闭锁障碍，提示 EP4受体与先天性动脉导管闭锁不全的发生有密切关系。 为了进一步阐明 EP4 调节动脉导管闭锁的机制，我们利用膜片钳技术的研究进一步发现在出生前导管 EP4 受体的。