發(fā)布時間：2017-12-09 15:27

  本文關(guān)鍵詞：5-氮胞苷對豬前體脂肪細(xì)胞分化的影響及其分子機制

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【摘要】：脂肪組織是調(diào)節(jié)和維持體內(nèi)能量平衡的能量儲存站,同時還參與很多關(guān)鍵內(nèi)分泌功能的調(diào)節(jié)。脂肪組織功能的維持主要取決于機體內(nèi)脂肪細(xì)胞分化的能力和程度。脂肪細(xì)胞來源于多潛能干細(xì)胞,其經(jīng)歷脂肪母細(xì)胞和前體脂肪細(xì)胞,最終分化為成熟的脂肪細(xì)胞;前體脂肪細(xì)胞向成熟脂肪細(xì)胞的分化過程受多種轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控,并伴隨一系列成脂基因和脂代謝合成酶基因的時序性表達(dá)。越來越多證據(jù)表明,DNA甲基化和DNA去甲基化參與脂肪細(xì)胞的分化,然而其相關(guān)的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與分子通路仍不十分清楚。5-氮胞苷(5-Azacytidine)屬于胞嘧啶核苷類似物,是一種典型的DNA甲基化抑制劑,可實現(xiàn)全基因組的DNA去甲基化。為深入探討DNA去甲基化對脂肪細(xì)胞的分化的作用與機制,本研究開展了5-氮胞苷對豬前體脂肪細(xì)胞分化影響及其分子機制的研究。通過分離并鑒定豬的皮下前體脂肪細(xì)胞,我們成功建立了豬的原代前體脂肪細(xì)胞體外分化體系。5-氮胞苷處理豬原代前體脂肪細(xì)胞后,細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞由長梭形逐漸變?yōu)闄E圓形,相比較于對照組更接近于待分化狀態(tài)的細(xì)胞。通過對5-氮胞苷處理的前體脂肪細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)分化,結(jié)果顯示單位面積內(nèi)分化的脂肪細(xì)胞數(shù)量增多,且脂滴密度和體積增大,同時PPARγ和C/EBPαm RNA表達(dá)水平極顯著升高,而KLF2 m RNA表達(dá)水平極顯著降低。以上結(jié)果說明5-氮胞苷可以促進(jìn)豬前體脂肪細(xì)胞的分化。為闡明5-氮胞苷對豬前體脂肪細(xì)胞分化調(diào)控作用的分子機制,我們利用高通量測序技術(shù)構(gòu)建了5-氮胞苷處理組與對照組豬前體脂肪細(xì)胞的m RNA差異表達(dá)譜。結(jié)果顯示5-氮胞苷處理后共有4030個基因m RNA表達(dá)量與對照組相比差異顯著,其中3332個上調(diào)表達(dá)基因和698個下調(diào)表達(dá)基因。從中篩選出5個表達(dá)豐度較高、差異倍數(shù)較大且與脂肪細(xì)胞分化相關(guān)基因:TXNIP、TXNRD1、IGFBP2、IGFBP4和IGFBP5。利用亞硫酸氫鹽測序分析發(fā)現(xiàn),5-氮胞苷處理的豬前體脂肪細(xì)胞中TXNRD1基因啟動子區(qū)的甲基化水平降低,說明5-氮胞苷可能通過其去甲基化作用直接影響TXNRD1基因的表達(dá)。為確定各基因在前體脂肪細(xì)胞分化過程中的作用,本實驗對TXNIP、TXNRD1、IGFBP2、IGFBP4和IGFBP5基因分別進(jìn)行了si RNA敲減。其中,敲減TXNRD1后,單位面積內(nèi)分化的脂肪細(xì)胞數(shù)量減少,脂滴密度和體積減小,標(biāo)志基因PPARγ和C/EBPαm RNA表達(dá)水平顯著降低,而KLF2 m RNA表達(dá)水平顯著升高,表明敲減TXNRD1抑制豬前體脂肪細(xì)胞的分化,即TXNRD1為豬前體脂肪細(xì)胞促分化因子。與其相反,當(dāng)分別敲減TXNIP、IGFBP2、IGFBP4和IGFBP5時,單位面積內(nèi)分化的脂肪細(xì)胞數(shù)量增加,脂滴密度和體積增大,標(biāo)志基因PPARγ和C/EBPαm RNA表達(dá)水平顯著升高,而KLF2 m RNA表達(dá)水平顯著降低,表明TXNIP、IGFBP2、IGFBP4和IGFBP5均為豬前體脂肪細(xì)胞抑分化因子。綜上所述,我們發(fā)現(xiàn)5-氮胞苷可以通過DNA去甲基化作用,直接影響豬前體脂肪細(xì)胞中促分化因子的表達(dá)(例如TXNRD1),并且可以間接影響豬前體脂肪細(xì)胞抑分化因子的表達(dá)水平(例如TXNIP、IGFBP2、IGFBP4和IGFBP5),進(jìn)而影響豬前體脂肪細(xì)胞分化。研究結(jié)果為深入研究脂肪組織生理調(diào)控的靶標(biāo)提供分子依據(jù),同時為尋找人類肥胖疾病的病因提供了一定的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S828

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本文編號：1270910