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白色脂肪棕色化 [7] 。棕色和米色脂肪均可改善机体脂 具体机制,可能与 Mstn 缺失通过下调 miR-34a 促进Ⅲ
肪代谢、减轻肥胖,其细胞内均存在高表达的标志性基 型纤连蛋白结构域包含蛋白 5(FNDC5)/ 鸢尾素(irisin)
因。研究证实,PPAR-γ、PGC-1α、UCP1、PR 结构 表达有关 [15] 。FNDC5 是 irisin 的前体蛋白,主要由骨
域蛋白 16(PRDM16)、诱导细胞死亡 DNA 片段化因 骼肌分泌,可通过血液循环进入脂肪组织中,促进白色
子 α 样效应因子 A(Cidea)在棕色脂肪细胞中高表达, 脂肪棕色化,消耗白色脂肪,减少脂肪沉积 [6] 。也有
CD137、跨膜蛋白 26(Tmem26)在米色脂肪细胞中高 研究发现,Mstn 可调控 Smad3 介导的 β- 连环蛋白表
表达,以上基因均是白色脂肪棕色化的标志物 [8-10] 。 达抑制棕色脂肪细胞分化 [16] 。
PPAR-γ 是一种核激素受体,是体内脂肪形成必需的 本研究结果显示,Mstn(+/-)+DM 组白棕比、脂
转录因子,在调控脂肪细胞分化中发挥重要作用 [11] 。 肪指数、血清 TG、TC 及 FFA 水平低于 WT+DM 组,
PGC-1α 受上游信号分子 PPAR-γ 调控,调节线粒体 白 色 脂 肪 CD137 及 棕 色 脂 肪 PPAR-γ、PGC-1α、
电子传递链以及氧化呼吸功能,进一步调节棕色脂肪组 UCP1、CD137 蛋白相对表达量高于 WT+DM 组,HE 染
织的产热作用 [12] 。UCP1 是一种线粒体内膜蛋白,可 色显示 Mstn(+/-)+DM 组白色及棕色脂肪细胞形态介
以消除线粒体内膜两侧由质子浓度差形成的电势差,阻 于 WT+DM 组与 Mstn(-/-)+DM 组之间,表明部分抑
碍线粒体呼吸链的传递,抑制三磷酸腺苷的产生,将储 制 Mstn 表达可在一定程度上拮抗 T2DM 引起的白色脂
存的能量转化为热量,维持体温平衡 [13] 。CD137 是肿 肪增多、米色 / 棕色脂肪减少及脂代谢紊乱的表现。
瘤坏死因子受体家族成员之一,是米色脂肪区别于其他 本研究结果提示,抑制 Mstn 基因表达可拮抗 T2DM
脂肪细胞的特异性标志物 [14] 。通过检测上述基因表达, 引起的白色脂肪堆积、脂代谢紊乱等肥胖表型,上调
可反映白色脂肪棕色化的程度。 PPAR-γ、PGC-1α、UCP1、CD137 基 因 表 达, 促 进
Mstn 可调控白色脂肪棕色化。研究发现,Mstn(-/-) 白色脂肪棕色化,为 T2DM、肥胖、肌少症等代谢性疾
小鼠白色脂肪出现棕色脂肪的表型,能量利用增加, 病的防治提供理论依据。本研究不足之处在于样本量较
可抵抗遗传性或饮食诱导的肥胖,且皮下白色脂肪组 小,也未进行下游分子机制研究,因此结论有一定局限
织 PGC-1α、UCP1、CD137 及 Tmem26 基因表达均升 性,Mstn 参与白色脂肪棕色化的具体机制需进一步研
高 [4] 。Mstn(-/-)梅山猪背部皮下白色脂肪组织中单 究证实。
室大脂滴细胞数量减少,多房小脂滴细胞数量增加,脂 作者贡献:程经纬负责实验设计与实施,数据收集
肪 组 织 PGC-1α、PRDM16、Cidea、CD137、Tmem26 与统计学分析,论文的构思、设计、撰写;柳杨青负责
[6]
基因表达均上调,提示白色脂肪棕色化趋势明显增强 。 实验设计与实施,论文修订;汪艳芳负责研究选题,实
本研究结果显示,Mstn(-/-)组白棕比低于 WT 组, 验的监督管理,论文的质量控制及审校,对论文整体负责。
WT+DM 组白棕比高于 WT 组,Mstn(-/-)+DM 组白 本文无利益冲突。
棕比低于 WT+DM 组;HE 染色观察到 Mstn(-/-)组较 参考文献
WT 组白色脂肪细胞体积明显缩小,数量明显增多,从 [1]SHARMA M,MCFARLANE C,KAMBADUR R,et al.
形态上有向棕色脂肪细胞转化的趋势,WT+DM 组白色 Myostatin:expanding horizons[J]. IUBMB Life,2015,67(8):
589-600. DOI:10.1002/iub.1392.
脂肪细胞体积较 WT 组明显增大,棕色脂肪细胞间分布
[2]AKPAN I,GONCALVES M D,DHIR R,et al. The effects
大量圆形单房脂滴,而 Mstn(-/-)+DM 组上述病理改 of a soluble activin type IIB receptor on obesity and insulin
变较轻,表明抑制 Mstn 表达可抑制 T2DM 引起的脂肪 sensitivity[J]. Int J Obes (Lond),2009,33(11):1265-
细胞体积增大,诱导白色脂肪出现棕色脂肪细胞表征。 1273. DOI:10.1038/ijo.2009.162.
本研究进一步检测了棕色脂肪标记基因 PPAR-γ、 [3]SUN W X,DODSON M V,JIANG Z H,et al. Myostatin inhibits
porcine intramuscular preadipocyte differentiation in vitro[J].
PGC-1α、UCP1,米色脂肪标记基因 CD137 在脂肪组
Domest Anim Endocrinol,2016,55:25-31. DOI:10.1016/j.
织中的表达,结果显示,Mstn(-/-)组白色脂肪及棕 domaniend.2015.10.005.
色脂肪 PPAR-γ、PGC-1α、UCP1、CD137 蛋白相对 [4]SHAN T Z,LIANG X R,BI P P,et al. Myostatin knockout drives
表达量均高于 WT 组,WT+DM 组均低于 WT 组,Mstn browning of white adipose tissue through activating the AMPK-
(-/-)+DM 组高于 WT+DM 组,结合白色及棕色脂肪 PGC1α-Fndc5 pathway in muscle[J]. FASEB J,2013,27(5):
1981-1989. DOI:10.1096/fj.12-225755.
组织 HE 染色,提示 T2DM 可诱导棕色脂肪及米色脂肪
[5]BAATI N,FEILLET-COUDRAY C,FOURET G,et al. Myostatin
标志性基因表达减少,白色脂肪表型增加,能量储存过 deficiency is associated with lipidomic abnormalities in skeletal
剩,而敲除 Mstn 基因后可明显拮抗此现象,上调棕色 muscles[J]. Biochim Biophys Acta Mol Cell Biol Lipids,2017,
脂肪及米色脂肪标志性基因表达,促进白色脂肪棕色化, 1862(10 Pt A):1044-1055. DOI:10.1016/j.bbalip.2017.06.017.
增加机体产热,促进白色脂肪消耗,减轻肥胖。分析其 [6]CAI C B,QIAN L L,JIANG S W,et al. Loss-of-function myostatin