近年来全球肥胖的发病率迅猛增加,促使我们去研究肥胖发生的新机制并寻找预防和治疗肥胖的新方法和新手段。自噬是机体通过对受损蛋白质和细胞器的降解实现自我更新的过程,在机体的能量平衡中发挥重要调控作用。因此,自噬在脂肪细胞/组织中的研究可为肥胖及其相关代谢性疾病的预防和治疗提供新的靶点和思路。脂肪组织是人体中可塑性最强的组织,应对不同的能量变化常伴随有脂肪组织的重构。如:肥胖时,脂肪组织会发生脂肪细胞数量增多和体积增大以及脂肪组织内血管生成、细胞外基质重建和炎症浸润等脂肪组织微环境的改变;交感神经兴奋时,脂肪组织会发生白色脂肪棕色化且常伴有线粒体的动态演变。本课题主要是在单纯性肥胖个体和高脂饮食诱导肥胖小鼠的脂肪组织以及3T3L1脂肪细胞和脂肪血管基质细胞中进行自噬为靶点的调控研究,旨在探讨自噬在脂肪组织重构过程中的调控作用。第一部分肥胖个体脂肪组织中的自噬改变及对脂肪细胞功能的影响目的:本部分研究旨在探讨肥胖个体脂肪组织中自噬活性的改变及肥胖相关炎症介导的自噬对脂肪组织稳态的调控作用。方法:我们对正常体重者和单纯性肥胖个体的腹腔大网膜脂肪组织进行了RNA-seq高通量测序,并在动物和细胞水平进行了验证。肥胖相关炎症介导的自噬对脂肪细胞功能的影响进一步在细胞水平予以阐明。结果:转录组测序分析发现,和对照组相比,单纯性肥胖个体的大网膜脂肪组织中自噬/溶酶体基因显著上调且炎症相关基因被激活;对TNFα不同时间点处理3T3L1成熟脂肪细胞的芯片数据库进行趋势分析后发现,自噬/溶酶体基因在TNFα处理早期(2和/或24小时)上调,而在TNFα处理晚期(6天)则下调;通过维恩分析得到12个在肥胖个体脂肪组织和TNFα处理脂肪细胞中共同有差异的自噬/溶酶体基因;Co-expression分析发现组织蛋白酶B(Cathepsin B,CTSB)是在脂肪细胞应对TNFα刺激时发挥主要调控作用的自噬溶酶体基因;动物实验发现,高脂饮食主要可上调小鼠附睾脂肪组织中成熟脂肪细胞的自噬/溶酶体基因的表达;细胞实验发现,短期TNFα刺激可以上调自噬/溶酶体基因,激活脂肪细胞中的自噬,上调SQTSM1/p62的表达,并促进脂解;脂滴包被蛋白perilipin存在自噬性降解,它可被泛素化并与SQTSM1/p62具有直接的相互作用关系;在脂肪细胞中,TNFα激活的自噬可通过SQSTM1/p62选择性的识别perilipin并使其降解,进而促进脂解。而perilipin的自噬性降解依赖TNFα上调的自噬/溶酶体基因CTSB的活性。结论:肥胖个体脂肪组织中的自噬改变与自噬溶酶体基因和炎症的激活密切相关,且促炎因子TNFα可以激活脂肪细胞自噬,进而损害脂肪细胞中甘油三酯的储存。第二部分线粒体自噬受体Bcl2l13参与调控白脂棕色化白色脂肪棕色化是近年来报道的治疗肥胖的新靶点。白脂棕色化常伴有线粒体的动态演变,但该过程中线粒体动态演变的调控机制尚不明确。我们在PPARγ受体激动剂罗格列酮处理的脂肪细胞数据库中比对了线粒体自噬相关基因的变化,发现:在分化成熟的3T3L1脂肪细胞和C3H10T1/2脂肪细胞中,罗格列酮均可以显著上调Bcl2l13的表达。Bcl2l13是最新报道的线粒体自噬受体,其在脂肪细胞中的功能尚无报道。在本部分研究中,我们分别利用体外和体内白脂棕色化的模型初步探讨了Bcl2l13在白脂棕色化方面的功能和作用机理。发现:罗格列酮可以上调3T3L1成熟脂肪细胞中Bcl2l13的表达,脂肪血管基质细胞向棕色脂肪诱导分化过程中Bcl2l13逐渐增加,且组织表达谱分析发现Bcl2l13高表达于棕色脂肪组织中。与此相应地是,寒冷刺激和β3受体激动剂CL316243均可显著上调小鼠皮下脂肪组织中的Bcl2l13。此外,慢病毒敲减脂肪血管基质细胞Bcl2l13后可显著抑制脂肪细胞的棕色化。本部分研究突显了Bcl2l13在白脂棕色化过程中扮演重要角色,且提示Bcl2l13可作为潜在的治疗肥胖的靶点。