ADRP在脂滴形成中的作用

刘阳??高士争??赵素梅

[摘要] 脂肪分化相关蛋白ADRP位于多种细胞的脂滴表面，是脂滴的主要成分之一，对促进细胞内脂滴形成起着重要作用。ADRP是体外脂肪分化过程中出现的第一个脂滴蛋白，在激活和贮存脂滴过程中发挥重要作用。本文针对胰岛β细胞、脂肪肝细胞和泡沫细胞中ADRP的脂滴沉积功能及促进脂滴沉积的机制进行了综述。

[关键词] ADRP；胰岛β细胞；脂肪肝；泡沫细胞

[中图分类号] Q591 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616（2013）08-44-03

近年来，一系列与脂肪沉积相关疾病的出现如脂肪肝、心脏血管粥样斑块和肥胖，让人们对脂肪代谢过程有了更深入的认识。脂肪因子在脂肪代谢和调节过程中起着重要作用。有研究发现：脂肪分化相关蛋白ADRP（adipose differentiation-related protein、Plin2、ADFP、ADPH、Adipophilin）是一种脂肪细胞因子，主要在分化早期的脂肪细胞中表达，对促进细胞内脂滴形成起着重要作用。本文对ADRP在胰岛β细胞、脂肪肝细胞和泡沫细胞中的脂质沉积作用进行了综述。

1 ADRP基因结构与功能

ADRP是从杂交小鼠脂肪细胞中分离出的425个氨基酸组成的蛋白质。该基因位于9p，基因片段总长为5003 bp，等电点6.72。人类ADRP编码一条相对分子质量为48.1×103，由437个氨基酸组成的蛋白质[1]。ADRP属于PAT家族蛋白成员，与PAT家族（perilipin，ADFP，TIP47）成员共定位于脂滴表面，是保守性脂滴涂层蛋白，对脂滴形成起着重要作用[2]。

ADRP是体外脂肪分化过程中出现的第一个脂滴蛋白[3]，在激活和贮存脂滴过程中发挥重要作用。ADRP在调节脂类代谢的重要性已在最近研究中证实。有研究证明：ADRP的表达丰度在脂肪相关疾病中表达水平增加，且与脂肪含量成正比[4]。在已经报道ADRP相关研究中，ADRP可作为鉴定脂肪肝疾病的标志蛋白。通过基因敲除和反义寡核苷酸（ASO）可使ADRP含量降低，从而逆转脂肪肝，改变脂类代谢[5]。在心脏血管粥样斑块疾病中，ADRP的上调增加脂滴积累。此外，ADRP还参与胰岛β细胞的肌内脂类代谢。

2 ADRP基因的表达和调控

2.1 ADRP在胰岛β细胞中的表达和调控

ADRP在许多细胞脂滴代谢中起着关键作用，却很少在胰岛细胞中被关注。在胰岛细胞中，ADRP的主要作用之一是作为储存脂滴的仓库[6]。ADRP上调通常与胞内脂滴积累有关。特别是在食物引起的肥胖患者胰岛细胞中，ADRP与脂滴储存有着密切关系。高脂肪饮食的小鼠，其胰岛ADRP表达增加，在禁食后呈现ADRP动态变化。说明ADRP可作为非脂肪组织中胞内脂滴的标记。还有研究证实：C57Bl/6J肥胖小鼠高脂肪饮食导致脂肪组织和胰岛细胞中额外甘油三酯的积累[7]。

ADRP是胰岛素分泌细胞中脂肪酸利用的关键，ADRP的减少与脂肪酸摄取和脂肪分解减少有关。ADRP主动参与脂滴代谢调控，调节胰岛素分泌中脂肪酸的急性作用，对维持脂滴营养作用和研究脂毒性至关重要。人胰岛细胞中的额外脂肪酸可增加ADRP的表达。ADRP下调可降低脂肪酸的摄取、氧化和分解能力，破坏棕榈酸酯，从而增加胰岛素的分泌。因此，胰岛分泌细胞中ADRP下调，可减少甘油三酯含量、脂肪酸利用、脂解作用，促进胰岛素分泌。

2.2 ADRP在脂肪肝中的表达

有关脂肪肝中Plin2的表达已有许多研究报道。2006年，有研究采用免疫组织化学验证法检测人肝脏组织中Plin2蛋白[8]。肝脏样品分别采用正常肝脏和脂肪肝患者的肝脏。与正常肝脏相比，脂肪肝患者的肝脏中Plin2蛋白表达效果较强。在肝细胞中脂滴表面可检测出Plin2蛋白。2008年Straub等[9]和2009年Fujii等[10]发现：脂肪肝患者的肝脏组织中Plin2蛋白的表达增加。因此，脂肪肝疾病中，肝细胞内脂滴的表面Plin2的表达是一种病态生理性的改变。

小鼠高脂肪饮食和缺乏瘦素的ob/ob小鼠中可产生脂肪肝。Plin2的表达也存在这些动物模型的肝脏中。与对照组小鼠相比，在ob/ob小鼠的肝细胞中的脂滴表面，Plin2蛋白的表达量更高[11]。实时聚合酶链反应显示：在ob/ob小鼠肝脏中Plin2 mRNA的表达量增加，这说明Plin2重新进行表达。通过高脂肪饮食，肝脏中Plin2 mRNA和蛋白表达也相应的增加。早在前两周内可见：高脂肪饮食小鼠的肝细胞内Plin2的表达水平更高。高脂肪饮食后2周内，通过显微镜可检测到肝脏中脂滴的积累[12]，高脂肪饮食促进肝细胞中Plin2表达增加，促进脂滴积累。Plin2的超表达与脂滴聚集的膨胀有关系，当细胞在去酯化的血清中培养时，Plin2超表达增加了细胞内甘油三酯的聚集，通过Plin2表达增加可诱导细胞内脂滴积累。Chang等[13]证实：缺乏Plin2的小鼠肝内甘油三酯减少60%，对饮食诱导的脂肪肝有抵抗力，Imai等[14]报道：Plin2反义寡核苷酸减少了在的ob/ob小鼠中和饮食有道肥胖小鼠中的脂肪肝，说明在饮食诱导的脂肪肝生长中，Plin2起着重要作用。通过高脂肪饮食，Plin2的表达与肝细胞中脂滴形成有关。

有研究表明：小鼠腹腔内瞬时注射脂多糖（LPS）可诱导肝脏内脂滴积累[15]。LPS注射12 h，可见脂滴积累和ADRP上调。这说明：LPS不能增加PPARγ表达，LPS抑制PPARα表达和参与脂肪酸氧化的靶基因，通过抑制脂肪酸氧化作用，使肝脏中LPS诱导脂滴积累，因此PPARα起着重要作用。这个结果表明：在肝脏脂滴积累过程中，常见ADRP表达上调。此外，有研究证实：其他原子核受体如肝脏X受体（LXR）[16]，调控脂滴蛋白表达。Kotokorpi等[17]已证明，在人的肝细胞中，ADRP基因作为LXR靶基因和LXR激动剂，GW3965诱导初期肝细胞内ADRP表达，说明LXR参与肝内ADRP表达。PPARs和LXR转录因子在脂滴蛋白表达中起着重要作用。Grefhorst等[18]通小鼠配位体药物激活LXR，导致脂肪肝。由于ADRP表达与肝内脂肪储存有一定关系，这些研究说明：通过增加肝内ADRP表达，LXR可参与脂滴积累过程。

2.3 ADRP在泡沫细胞形成中的表达

ADRP在泡沫细胞形成和动脉硬化发病过程中起着重要作用。人类单核细胞、巯乙酸小鼠腹膜巨噬细胞及巨噬细胞/单核细胞系中ADRP表达增强诱导不同形式脂滴的积累[19]，ADRP超表达增加THP-1巨噬细胞LDL孵育脂滴的积累，RNA干扰技术减少脂质积累。从ADRP缺陷小鼠中分离出腹膜巨噬细胞，可见脂滴大量减少。通过RT-PCR反应和原位杂交方法，对颈动脉内膜切除术标本和冠状动脉研究，证明ADRP在脂滴丰富的巨噬细胞中高表达[20]。此外，颈动脉内膜切除术标本的RT-PCR分析得出：在相同动脉中，ADRP在动脉硬化斑块中的表达量是健康部位表达量的3.5倍[21]。基因缺失的C57BL/6J小鼠动脉粥样硬化中ADRP表达量是野生型C57BL/6J中的3.5倍[22]。基因缺失的小鼠中，ADRP失活显著降低粥样硬化病变泡沫细胞中脂滴的数量，ADRP失活和骨髓细胞特定失活可抑制动脉硬化[22]。在没有动脉硬化病变的情况下，通过减少脂滴中的胆固醇酯（cholesterol ester，CE），ADRP可阻止胆固醇的反向运输。

ADRP对促进巨噬细胞脂滴积累和泡沫细胞发展起着重要作用。非巨噬细胞中，甘油三酯分解研究显示：ADRP的表达是抑制甘油三酯水解，促进甘油三酯积累的过程，与小鼠甘油三酯脂肪酶、脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）和脂滴减少有关[23]。有研究表明：通过刺激结合酯酰CoA进入甘油三酯和抑制脂肪酸氧化，ADRP超表达增加THP-1巨噬细胞中甘油三酯含量[24]。有个别研究认为并非perilipin在泡沫细胞形成中起重要作用或取代ADRP。与巨噬细胞ADRP表达相比，perilipin表达不受ADRP敲除应答的影响[25]。此外，小鼠巨噬细胞中检测不出围脂滴蛋白的存在，也不表达ADRP[22]。

3 ADRP促进脂类积累的机制

ADRP通过抑制胞内带有中性脂滴的脂肪酶的活性，促进中性脂滴的积累，但ADRP阻止脂肪酶定位脂滴的机理尚不清楚。ADRP超表达与脂滴池膨胀有关，增加胞内甘油三酯含量，如Swiss-3T3细胞的绿色荧光蛋白（GFP）-ADRP的超表达增加甘油三酯含量[26]。同样在人胚胎肾（HEK）293细胞中ADRP稳定的异源过表达，导致胞内甘油三酯的积累[27]。

有研究已证实：ADRP对胞内甘油三酯的作用是通过减少脂滴中甘油三酯的代谢实现的。研究通过抑制乙酰CoA合成酶，利用Triacsin C的活性来阻碍甘油三酯合成。当细胞补充油酸剂，再用Triacsin C处理，胞内甘油三酯含量可反映甘油三酯脂解速率[28]。与野生型HEK293细胞相比，补充油酸的HEK293细胞中ADRP的表达增加，具有较高甘油三酯含量[27]。通过显微镜和免疫印迹证实：ADRP通过减少甘油三酯酶、甘油三酯脂酶的定位，减少甘油三酯脂解作用[27]。

Listenberger等[27]研究证实：ADRP是如何从脂滴中排除其他蛋白的机理，即通过疏水作用与中性脂滴核心结合来结合脂滴，ADRP聚集磷脂，使每个脂滴周围形成单分子层。当与较低亲和力脂滴相结合时，其他蛋白则不能进入。因此，许多与人中性脂滴储存疾病相关的ATGL自然突变体，导致来自于ATGL羧基末端的200个氨基酸末端缺失，其中包括所有预测的45个氨基酸疏水区域[29]。这些ATGL缺失突变体增加甘油三酯的脂解活性，减少脂滴结合能力。这可能是因为脂滴上ADRP抑制ATGL疏水区域进入脂滴核心，但ATGL在脂滴结合的疏水模体的研究还未证实。

4 结论

ADRP是脂肪细胞分化和脂质蓄积的标志物，对促进细胞内脂质形成发挥着重要的作用。虽然已有许多研究对ADRP在脂滴形成过程中的作用进行报道，但有关ADRP缺陷小鼠中肝脏甘油三酯减少的机制尚不清楚，ATGL在脂滴结合的疏水模体的研究还未被证实。通过对ADRP的研究，提高了对ADRP的生物学性质及脂质积累机制的认识，为脂肪肝、动脉粥样硬化和肥胖等与脂质代谢异常相关疾病的预防与治疗带来广阔的前景。

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（收稿日期：2013-03-06）