【摘要】：脂肪組織是調(diào)節(jié)機(jī)體能量平衡的一個(gè)重要器官,成人脂肪細(xì)胞存在每年約10%的更新,且BMI越高對(duì)脂肪細(xì)胞更新的速率需求越高,脂肪細(xì)胞分化異常與機(jī)體胰島素抵抗及2型糖尿病的發(fā)生密切相關(guān)。線粒體是細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行氧化磷酸化和能量供應(yīng)的主要場(chǎng)所,脂肪細(xì)胞線粒體的功能也與脂肪細(xì)胞的分化及更新有著緊密的聯(lián)系。無(wú)機(jī)焦磷酸酶(Inorganic Pyrophosphatase,PPA1)是一種催化一分子無(wú)機(jī)焦磷酸轉(zhuǎn)化為兩分子磷酸鹽離子的酶,近年來(lái)諸多研究表明PPA1與細(xì)胞的高能量代謝狀況相關(guān),也與細(xì)胞的活化關(guān)系密切。實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)PPA1在脂肪組織中表達(dá)豐度較其他組織要高,且在高脂喂養(yǎng)的2型糖尿病小鼠中發(fā)現(xiàn)PPA1表達(dá)的改變與文獻(xiàn)報(bào)道中脂肪細(xì)胞數(shù)目的變化有著相同的趨勢(shì),因此本研究對(duì)PPA1在脂肪細(xì)胞分化的作用進(jìn)行了初步的探討。在細(xì)胞水平,我們?cè)?T3-L1前體脂肪細(xì)胞中考察了PPA1對(duì)脂肪細(xì)胞分化的影響。結(jié)果顯示,PPA1在3T3-L1脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中表達(dá)量逐漸升高,并且其表達(dá)量隨著細(xì)胞分化效率的提高進(jìn)一步升高;干擾PPA1可以明顯抑制3T3-L1脂肪細(xì)胞的成脂能力、分化后期的胰島素敏感性和細(xì)胞因子的表達(dá),且這種影響與細(xì)胞的增殖狀況無(wú)關(guān)。我們通過(guò)透射電鏡對(duì)細(xì)胞的形態(tài)進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)在分化前期,干擾PPA1使細(xì)胞線粒體出現(xiàn)嵴溶解和腫脹的現(xiàn)象,而在分化后期,PPA1干擾組細(xì)胞的線粒體數(shù)目與對(duì)照組相比較多但是形態(tài)短小。通過(guò)進(jìn)一步對(duì)調(diào)控線粒體分裂融合的基因進(jìn)行檢測(cè),我們發(fā)現(xiàn)調(diào)控線粒體融合相關(guān)基因Mfn1、Mfn2以及調(diào)控線粒體分裂相關(guān)基因Drp1的表達(dá)均下降,說(shuō)明干擾PPA1打亂了線粒體分裂融合的平衡。在此基礎(chǔ)上我們檢測(cè)了線粒體功能,發(fā)現(xiàn)與線粒體呼吸鏈、線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)、脂肪酸代謝以及三羧酸循環(huán)相關(guān)基因的表達(dá)也有不同程度的下降。在動(dòng)物水平,我們對(duì)干擾了PPA1同源基因Nurf38的果蠅模型進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),干擾Nurf38使果蠅幼蟲(chóng)體長(zhǎng)縮短,脂肪體細(xì)胞脂滴減小、核漿比例增大,體內(nèi)甘油三酯含量降低。在對(duì)成蠅進(jìn)行的考察中發(fā)現(xiàn),干擾Nurf38使成蠅產(chǎn)率降低,其中雄性成蠅的產(chǎn)率只有對(duì)照組的1/2。對(duì)這些雄性成蠅進(jìn)行低糖饑餓實(shí)驗(yàn),干擾Nurf38組的果蠅較早出現(xiàn)死亡并且死亡率高,抗饑餓能力大大降低。綜上所述,我們?cè)诩?xì)胞層面與動(dòng)物水平對(duì)PPA1基因在脂肪分化過(guò)程中的作用進(jìn)行了研究,并對(duì)其可能的機(jī)制進(jìn)行了初步探討,為PPA1基因功能的研究及應(yīng)用提供了參考。
[Abstract]:Adipose tissue is an important organ to regulate the energy balance of the body. Adult adipocytes have about 10% renewal every year, and the higher the BMI is, the higher the rate of adipocyte renewal is required. Abnormal adipocyte differentiation is closely related to insulin resistance and type 2 diabetes. Mitochondria are the main sites for oxidative phosphorylation and energy supply in cells. The function of mitochondria in adipocytes is closely related to the differentiation and regeneration of adipocytes. Inorganic pyrophosphatase (Inorganic Pyrophosphatase,PPA1) is an enzyme that catalyzes the conversion of one molecule of inorganic pyrophosphoric acid to two molecules of phosphate ions. In recent years, many studies have shown that PPA1 is related to the high energy metabolism of cells and to the activation of cells. Previous laboratory studies found that PPA1 expression was more abundant in adipose tissue than in other tissues, and the change of PPA1 expression in type 2 diabetic mice fed with high fat had the same trend as that reported in the literature. Therefore, the effect of PPA1 on adipocyte differentiation was studied. At the cellular level, we investigated the effects of PPA1 on adipocyte differentiation in 3T3-L1 precursor adipocytes. The results showed that the expression of PPA1 increased gradually during the differentiation of 3T3-L1 adipocytes, and its expression increased with the increase of cell differentiation efficiency. Interfering with PPA1 could significantly inhibit the adipogenic ability of 3T3-L1 adipocytes, insulin sensitivity and cytokine expression in the late stage of differentiation, and this effect was not related to the proliferation of 3T3-L1 adipocytes. We observed the morphology of the cells by transmission electron microscope and found that interfering with PPA1 made the mitochondria appear cristolysis and swelling in the early stage of differentiation, but in the late stage of differentiation, The number of mitochondria in PPA1 interference group was more than that in control group, but its morphology was short. By further detecting the genes regulating mitochondrial fission fusion, we found that the expression of mitochondrial fusion related gene Mfn1,Mfn2 and mitochondrial mitotic related gene Drp1 decreased. It was suggested that interfering with PPA1 disturbed the balance of mitochondrial fission and fusion. On this basis, we detected mitochondrial function and found that the expression of genes related to mitochondrial respiratory chain, mitochondrial transport, fatty acid metabolism and tricarboxylic acid cycle were also decreased in varying degrees. At the animal level, we studied the Drosophila melanogaster model which interfered with the PPA1 homologous gene Nurf38. It was found that interfering with Nurf38 shortened the larva length, decreased lipid droplets in fat body cells, increased the ratio of nucleus and plasma, and decreased the content of triglyceride in the body of Drosophila melanogaster. In the investigation of adult fly, it was found that interference with Nurf38 reduced the yield of adult fly, in which male adult fly yield was only 1 / 2 of that of control group. The male adult flies were tested with low sugar starvation. The fruit flies in the Nurf38 group died earlier and the mortality rate was high. The ability to resist hunger was greatly reduced. In conclusion, we studied the role of PPA1 gene in adipose differentiation at the cellular level and animal level, and preliminarily discussed its possible mechanism, which provides a reference for the study and application of PPA1 gene function.
【學(xué)位授予單位】：南京醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R58

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 何靜,王平芳;脂肪細(xì)胞分化的分子機(jī)制研究進(jìn)展[J];國(guó)外醫(yī)學(xué)(生理、病理科學(xué)與臨床分冊(cè));2004年05期

2 祝驥,馬文麗,毛向明,李凌,吳清華,鄭文嶺;綠色熒光蛋白基因在脂肪細(xì)胞分化研究中的應(yīng)用[J];第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年09期

3 龍璐;王平芳;;過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體及其調(diào)控脂肪細(xì)胞分化的研究進(jìn)展[J];中國(guó)全科醫(yī)學(xué);2006年01期

4 王寧;閆曉紅;;脂肪細(xì)胞分化輔助調(diào)節(jié)因子的研究進(jìn)展[J];生理科學(xué)進(jìn)展;2009年04期

5 李名森;蔡?hào)|宏;;白色脂肪細(xì)胞分化分子機(jī)制研究進(jìn)展[J];中山大學(xué)研究生學(xué)刊(自然科學(xué).醫(yī)學(xué)版);2013年01期

6 趙琳;脂肪細(xì)胞分化過(guò)程的細(xì)胞表型和分子事件[J];中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐;2002年11期

7 張崇本;脂肪細(xì)胞的分化及調(diào)控[J];生理科學(xué)進(jìn)展;2004年01期

8 趙萸;脂肪細(xì)胞分化的調(diào)控及與2型糖尿病的關(guān)系[J];國(guó)外醫(yī)學(xué)(內(nèi)分泌學(xué)分冊(cè));2004年01期

9 倪毓輝,郭錫熔,陳榮華;脂肪細(xì)胞分化的表型特征、分子標(biāo)志和調(diào)控[J];國(guó)外醫(yī)學(xué)(兒科學(xué)分冊(cè));2004年06期

10 陳瑾;周訓(xùn)倫;陳潔;;前脂肪細(xì)胞分化與肥胖形成關(guān)系初探[J];中華中醫(yī)藥學(xué)刊;2007年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 束剛;江青艷;傅偉龍;;脂肪細(xì)胞分化調(diào)控的研究進(jìn)展[A];動(dòng)物生理生化學(xué)分會(huì)第八次學(xué)術(shù)會(huì)議暨全國(guó)反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)生理生化第三次學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要匯編[C];2004年

2 張娟;唐紅菊;王曉;周麗斌;;小檗堿抑制脂肪細(xì)胞分化的機(jī)制研究[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十二次全國(guó)內(nèi)分泌學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2013年

3 劉峰;;脂肪細(xì)胞分化、功能與調(diào)控[A];細(xì)胞—生命的基礎(chǔ)——中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)2013年全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)·武漢論文摘要集[C];2013年

4 潘杰;;脂肪細(xì)胞分化成熟中脂質(zhì)調(diào)控因子的作用[A];第11屆全國(guó)脂質(zhì)與脂蛋白學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2012年

5 肖宏濤;劉毅;陳克明;;凍存復(fù)蘇人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞體外擴(kuò)增和向脂肪細(xì)胞分化的研究[A];第七屆全國(guó)創(chuàng)傷學(xué)術(shù)會(huì)議暨2009海峽兩岸創(chuàng)傷醫(yī)學(xué)論壇論文匯編[C];2009年

6 肖宏濤;劉毅;陳克明;;凍存復(fù)蘇人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞體外擴(kuò)增和向脂肪細(xì)胞分化的研究[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)燒傷外科學(xué)分會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2009年

7 張志威;榮恩光;史明欣;陳月嬋;閆曉紅;王寧;李輝;;雞KLF2基因的表達(dá)分析和功能研究[A];中國(guó)的遺傳學(xué)研究——遺傳學(xué)進(jìn)步推動(dòng)中國(guó)西部經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展——2011年中國(guó)遺傳學(xué)會(huì)大會(huì)論文摘要匯編[C];2011年

8 許金飛;洪尚宇;廖侃;;Akt是3T3L1前脂肪細(xì)胞分化和克隆擴(kuò)增所必需的信號(hào)分子[A];中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)第八屆會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2003年

9 武春艷;王宇祥;張志威;李輝;;過(guò)表達(dá)SREBP1基因?qū)﹄u脂肪細(xì)胞分化標(biāo)志基因啟動(dòng)子活性的影響[A];中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)家禽學(xué)分會(huì)第九次代表會(huì)議暨第十六次全國(guó)家禽學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2013年

10 夏黎;季晨博;郭錫熔;;miRNA與脂肪細(xì)胞分化、肥胖[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十七次全國(guó)兒科學(xué)術(shù)大會(huì)論文匯編（下冊(cè)）[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 黃家鑫;C/EBPβ在脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中對(duì)自噬的調(diào)控及SC01在肥胖相關(guān)代謝性疾病中的機(jī)制研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 王姍;RNA結(jié)合蛋白QKI在脂肪細(xì)胞分化中的作用研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年

3 高鵬;生長(zhǎng)激素與其信號(hào)分子STAT5B對(duì)脂肪細(xì)胞分化的影響[D];山東大學(xué);2015年

4 段中潮;Tudor-SN蛋白調(diào)控脂肪分化的機(jī)制及其對(duì)代謝的影響[D];天津醫(yī)科大學(xué);2015年

5 何群;TAZ在脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中的作用及調(diào)節(jié)[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

6 韓吉龍;脂尾型綿羊尾部脂肪富集的蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2016年

7 黃琦;NR4A1和Nat1在2型糖尿病發(fā)病中的調(diào)控作用[D];武漢大學(xué);2014年

8 周一然;蛋白激酶C-βΙ和-δ在脂肪細(xì)胞分化中的作用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海生命科學(xué)研究院）;2006年

9 杜寶文;新基因篩選及其在脂肪細(xì)胞中的功能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

10 張日華;S100A16促進(jìn)脂質(zhì)形成及分子機(jī)制的研究[D];南京醫(yī)科大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 唐飛;具有干預(yù)脂肪細(xì)胞分化活性天然產(chǎn)物Nigrasin Ⅰ的全合成及構(gòu)效關(guān)系研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 彭地莎;FAM3A基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控分析及其在脂肪生成中的作用研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 鄒磊;PCAF通過(guò)活化FOXO1促進(jìn)前脂肪細(xì)胞分化[D];天津醫(yī)科大學(xué);2015年

4 徐慧;三種不同結(jié)構(gòu)的葉瓜參鞘脂對(duì)脂肪細(xì)胞分化和脂質(zhì)代謝的調(diào)控作用研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

5 王彤彤;Gpr54在脂質(zhì)代謝中的生物學(xué)功能及其機(jī)理研究[D];華東師范大學(xué);2015年

6 楊yN琦;維生素D受體在SD大鼠原代脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中的表達(dá)規(guī)律及脂質(zhì)沉積研究[D];陜西理工學(xué)院;2016年

7 遲玉楊;LiCl對(duì)3T3-L1前脂肪細(xì)胞分化以及Villin2和β-catenin基因表達(dá)的影響[D];吉林大學(xué);2016年

8 秦佑;樹(shù)豆酮酸A抑制3T3-L1脂肪細(xì)胞分化及調(diào)控其脂質(zhì)代謝的作用研究[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2016年

9 占猛斯;miR-425對(duì)3T3-L1細(xì)胞分化的抑制作用研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

10 王昌蘭;miR-196b-5p對(duì)脂肪細(xì)胞分化的調(diào)控[D];天津醫(yī)科大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：2373689