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脂肪细胞分化实质是一系列基因时序表达的过程,这些基因主要有PPARr、LPL与HSL等。肝x受体α(LiverXrecePtors,LXRα)是脂类代谢过程中一种重要的核受体,研究发现LXRα在脂肪组织中高表达,并且LXRα激活后可增加一系列脂肪细胞标志基因如PPARr、LPL、瘦素等的表达。由此推断LXRα可能参与脂肪细胞的分化。细胞因子是影响脂肪细胞分化的重要因素,多项研究表明白细胞介素-6(IL-6)能够刺激脂肪分解和脂肪酸氧化,然而目前对于IL-6调控脂肪细胞分化的分子机制尚不清楚。
本试验首先对GenBank已发表的猪LXR基因进行生物信息学分析,在此理论基础上,以猪为研究对象,利用半定量RT-PCR技术研究LXRα在猪各组织中的表达规律;利用不同浓度IL-6处理SD大白鼠,分别提取其脂肪组织的RNA和蛋白,通过RT-PCR和Western blotting技术检测脂肪细胞分化相关基因PPARr、LXRα、LPL与HSL的表达变化情况;最后分析IL-6调控脂肪细胞分化的可能机制,为进一步应用IL-6调控动物体脂沉积,控制人类肥胖及其相关疾病的研究提供新的靶点和理论依据。
研究结果如下:
1、用GenBank已发表猪的LXRα基因的进行蛋白质结构分析,得出猪LXRα基因编码454个氨基酸蛋白,推测分子量约502910.00 Da。并且LXRα的蛋白质二级结构为混合型,其蛋白包括2个低组分复杂性区域、1个锌指结构ZnF-C4和1个核受体超家族配体结合区(LBD)。系统发育分析发现猪的LXRα所在的哺乳动物类群非常保守。
2、以猪为研究对象,摸索出扩增猪LXRα基因的最佳条件。在退火温度为48.9℃与镁离子浓度为2mmol/L的条件下,猪LXRα基因的扩增效率最高。
3、以猪为研究对象,运用RT-PCR技术研究LXRα基因在猪8个不同组织(内脏脂肪、心脏、脾脏、肝脏、肺脏、皮下脂肪、肌肉、肾脏)中的表达情况。结果表明:LXRα的表达具有组织特异性。LXRα在猪的肝脏、皮下脂肪、内脏脂肪组织中高表达,在肾脏中等表达,而在脾脏、肺脏、肌肉、心脏中表达很少,几乎没有。并且LXRα肝脏中的表达与其他组织相比差异显著(P<0.5)。说明LXRα基因脂质代谢中发挥着重要的作用。
4、以SD大白鼠为研究对象,用不同浓度(0、0.1ug/ml、0.4ug/ml)的IL-6处理48h后,与对照组相比,PPARr、LXRα和LPL基因的转录水平显著下调,同时PPARr的蛋白水平也明显下调。然而对HSL的mRNA表达几乎没有影响。
综上所述:IL-6抑制脂肪细胞分化相关基因PPARr、LXRα和LPL的表达,可能作为IL-6调控脂肪细胞分化的新的机制或机理。