LPIN1基因及其多态性研究进展

卫利选　何 诚　鲁友军　罗 成　刘 姚

(渭南市畜牧技术推广中心,陕西渭南　714000)

LPIN1基因及其多态性研究进展

卫利选何 诚鲁友军罗 成刘 姚

(渭南市畜牧技术推广中心,陕西渭南714000)

Péterfy[1]等2001年通过位置克隆的方法从小鼠中分离得到LPIN1基因，其编码产物为Lipin1（属于1ipin蛋白家族）。经研究发现LPIN1的无义变异是引起f1d（fatty 1iver dystrophy）小鼠脂肪营养障碍的主要原因。f1d小鼠突变个体与人脂肪营养障碍（1ipodystrophy）有相似的临床症状，如体脂缺失严重、高甘油三酸酯血症、脂肪肝、胰岛素抵抗等，因此f1d小鼠是研究人脂肪营养障碍的理想的动物模型。

人LPIN1基因定位在2号染色体，全长80796bp，CDs全长5363bp；小鼠LPIN1基因位于12号染色体，全长53135 bp（Péterfy et a1 2001）。

1 LPIN1基因在脂肪形成中的作用

在缺失Lipin1蛋白的小鼠和细胞中研究发现，LPIN1基因是脂肪形成不可缺少的蛋白。在脂肪细胞分化中有两个重要的因子--过氧化物酶体增殖物激活受体γ（perosixomepro1iferator—activated receptorγ，PPAR—γ）和 CCAAT/增强子结合蛋白α （CCAAT/enhancer binding protein α，C/EBPα），在细胞中若Lipin1缺失则导致PPARγ和C/EBPα极其靶基因不被诱导表达，但是抑制脂肪形成的前体因子（preadipocyte factor-1，Pref-1）的却大量表达，在细胞中增强 PPAR-γ或超表达可使脂肪正常发育。这些试验表明，LPIN1基因是脂肪组织正常发育不可或缺的基因，若缺失则导致脂肪组织发育受阻，使体脂的量减少和异常脂肪基因表达等（Phan et a1 2004）[2]。

Péterfy[3]研究发现，小鼠的 LPIN1 基因的m RNA 经选择性剪切后产生两种蛋白亚型即 Lipin1-α和Lipin1-β。通过在 3T3-L1脂肪细胞做亚细胞定位试验，发现Lipin1-α存在于细胞核，而Lipin1-β存在于细胞质内，这说明这两种亚型在脂肪形成时的作用功能各不同。在缺失 Lipin1 的f1d小鼠胚胎成纤维细胞（primary mouse embryonicfibrob1asts，MEFs）中做表达试验，发现Lipin1-α表达引起 PPARγ，C/EBPα和aP2的mRNA水平升高，Lipin1-β表达引起脂肪形成过程中的相关酶的基因如 ACC1，FAS，SCD1，PEpCK和DGAT基因mRNA水平升高，表明 Lipin1-α的作用是诱导脂肪细胞分化，Lipin1-β对脂肪形成起促进作用。Péterfy 等[3]又做了相关试验验证Lipin1-β在脂肪生成时的促进作用，构建了aP2-Lipin1-β转基因小鼠，该小鼠在脂肪细胞中增加Lipin1-β的表达量而不影响脂肪形成的其他的因素。结果显示，在aP2-Lipin1-β转基因小鼠脂肪细胞中，Lipin1-βmRNA水平显著提高，增加了成脂基因如DGAT等表达量，而PPARγ和C/ EBPα表达没有明显的变化。这些结果表明 Lipin1-β是调节脂肪细胞中脂质聚积的正向调节蛋白。

2 Lipin 蛋白的生物学功能

Han等[4]试验发现LPIN1基因与Mg2+依赖的磷脂酸磷脂酶的基因PAH1为同源基因，人类的LPIN1基因在E. co1i异源表达发现其产物也是Mg2+依赖的磷脂酸磷脂酶。Donkor等的研究结果证实Lipin家族的三种蛋白都是磷脂酸磷脂酶。磷脂酸磷脂酶的作用是脱磷酸，在甘油三酯等脂类的合成中至关重要。缺少此酶的变异个体的细胞中的磷脂酸大量积累，但是甘油三酯及其他类脂的量显著降低。Lipin蛋白还有另一重要作用就是转录激活功能，调节与脂质相关基因的表达（Reue et a1 2009），直接参与激活 PPARa和PPARd，与核受体过氧化物酶共活化PGC-1a形成复合物，通过这种作用来调节与脂类合成相关的基因表达。由此可见，Lipin蛋白家族具有甘油三酸和磷脂合成以及具有转录辅激活蛋白的双重功能。说明1ipin与机体的脂肪的沉积和脂肪细胞的分化密切相关。Donkor等[5]采用实时荧光定量PCR方法研究 LPIN1 基因的组织表达谱，发现 LPIN1在肌肉和脂肪组织中的表达量最高，这与Phan 和Reue[6]的研究结果一致。由此可见，1ipin蛋白与脂肪的沉积有关联，在不同的组织中的作用有所不同。

3 LPIN1基因的多态性研究

关于Lipin蛋白家族的研究主要集中在Lipin1蛋白及其基因的研究，LPIN1基因的研究最广泛，主要集中在其蛋白功能和基因的表达及影响脂肪沉积的方式的研究，此外还有多态方面的研究。Cao等[7]研究了脂肪营养障碍病人LPIN1 基因的21个外显子，没有发现与脂肪营养障碍病相关的 SNP 位点，但是却发现了4个沉默的SNP。结果表明，LPIN1 突变在已知的疾病基因没有变异的脂肪代谢障碍患者很少见。Suvio1ahti 等在脂肪营养障碍及肥胖人群体中发现了LPIN1基因的7个 SNP位点，进行关联性分析发现了与体型指数（BMI）相关的SNP位点，但是没有血清胰岛素水平有关的位点。Katherine A. Fawcett等[8]筛选了LPIN1基因的一些SNP位点在英国人群体中研究了这些位点与人的胰岛素抵抗、体重和脂肪代谢障碍的关系，未发现与胰岛素抵抗有关联的SNP，发现了与人体型指数（BMI）相关的 SNP 位点，这与Suvio1ahti 等的研究结果一致。Caro1ine Michot 等研究了29位肌溶解症患儿，发现17位患者与LPIN1基因的无义突变、移码突变和大片段的缺失有密切关联，并证明 LPIN1 基因的突变是引起婴儿肌溶解症的重要相关因素。Suvio1ahti 和van Harme1en等在小鼠和人研究发现，脂肪组织中 LPIN1 基因的mRNA水平与血清中的葡萄糖含量及胰岛素含量存在很强的负相关。Eun Seok Kang 等检测了262名经罗格列酮治疗12周的Ⅱ型糖尿病患者的LPIN1 基因的SNPs，总共发现了6个SNPs，结果发现基因型Rs10192566与降糖药罗格列酮治疗效果显著相关。试验结果表明LPIN1基因的变异可影响降糖药罗格列酮治疗Ⅱ型糖尿的效果。He等[9]在猪的 LPIN1基因的编码区及UTR区发现了17个SNP，并进行关联分析，发现了其中的5个SNP位点与猪的体脂肪沉积和肌肉间脂肪的沉积存在显著相关，说明LPIN1基因的变异与猪的胴体性状和肉质性状存在显著相关。王伯君等[11]对鸡的LPIN1基因的编码区进行多态检测，分析3个错义突变位点，关联分析结果显示 c.1727C>T位点与皮下脂肪厚和腹脂质量显著相关。卫利选等[12]对黄牛Lpin1基因17个位点进行多态性检测，发现3个SNPs，关联分析显示3个SNP多态位点与牛背膘厚、眼肌面积和大理石花纹评分等级显著相关。魏琳琳[13]发现Lpin1基因对绵羊尾型及尾部脂肪沉积具有一定的影响

[1] Péterfy M，Phan J，Xu P，Reue K.Lipodystrophy in the f1d mouse resu1ts from mutationof a new gene encoding a nuc1ear protein，1ipin[J]. Nat Genet，2001，27（1）：121-124.

[2] Phan J，Peterfy M，Reue K. Lipin expression preceding peroxisome pro1iferator-activated receptor-gamma is critica1 for adipogenesis in vivo and in vitro[J].Bio1 Chem，2004，279（28）：29558-29564.

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[4] Han GS，Wu WI，Carman GM.The Saccharomyces cerevisiae Lipin homo1og is a Mg2+-dependent phosphatidate phosphatase enzyme[J]. Bio1 Chem，2006，281（14）：9210-9218.

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[11] 王伯君，孙玲.鸡Lpin1基因c.1727C>T位点遗传变异及其与脂肪沉积性状的关联分析[J].畜牧兽医学报，2010，41（9）：1076-1081.

[12] 卫利选，常振华.Lpin1基因多态性与黄牛经济性状的关联研究[J].西北农业学报，2012，21（1）：11-15.

[13] 魏琳琳.绵羊Lpin1基因的克隆、遗传变异、表达及其与性状的关联研究[D].山西农业大学，2014.