脂肪沉积分子机理的研究进展

摘 要：脂肪组织是重要的内分泌器官，可分泌脂肪细胞因子，调控脂肪形成与脂解作用，不同脂类沉积候选基因表达模式在脂肪组织代谢中发挥重要作用。脂肪组织沉积和脂解的發生均是通过内源性基因之间的相互作用。

关键词：脂肪组织；脂肪细胞；脂肪候选基因

1 脂肪细胞的分化增殖

脂肪组织是一个动态的组织。细胞水平研究表明：脂肪增生可能一直持续到成年[1]。关键是脂肪细胞的来源问题，经典观点认为，大部分脂肪细胞来源于脂肪组织间结缔组织内的前体细胞[2]。然而，成熟脂肪细胞和子细胞的去分化和增殖是新脂肪细胞的另一重要来源。肉牛的脂肪细胞具备去分化能力，这些细胞在体外能够形成有增殖能力的细胞。能够逆分化为成熟的脂肪细胞。脂肪组织的总量受动物种类和不同脂肪沉积部位的影响。在体外每100个成熟的脂肪细胞就有一个细胞具有去分化能力和形成具有增殖能力的子细胞，19月龄的肉牛仅皮下脂肪中含有43.2公斤的脂肪组织和14.306亿细胞[3]。

2 反刍动物的脂类代谢

不同脂肪沉积部位的细胞代谢和遗传机制差异已有文献报道[4]。猪的皮下脂肪前体细胞比内脏脂肪细胞增殖快，TAG积聚迅速[5]。皮下和内脏脂肪前体细胞分化过程中细胞因子表达不同，如C/EBP，肉碱棕榈酰转移酶1B（CPT1B）和脂肪酸结合蛋白4 [6]。内脏脂肪中的前体脂肪细胞分化能力低于皮下脂肪中的前体脂肪细胞 [7]。牛的皮下和肌间脂肪组织中的C/EPB家族成脂转录因子，受营养条件的影响[8]。同时组织形态发育，细胞结构，脂肪含量，反应代谢调控的重要因子，动物体脂的沉积，及组织特异性沉积部位存在很多差异[9]。此外，在胎儿期和出生后早期阶段脂肪生成对成年后肌间脂肪细胞量具有显著影响[10]。

3 脂肪细胞决定和分化因子1的研究进展

脂肪细胞决定和分化因子1（ADDl），是类固醇调节元件结合蛋白家族成员，哺乳动物包括SREBP-1和SREBP-1c和SREBP-2三种蛋白。SREBP-1c主要在脂肪细胞中表达，是调控脂肪细胞分化的重要的核转录因子。

ADD1与PPAR-γ和CCAAT元件结合蛋白共同调控脂肪细胞的分化过程[11]。ADD1还可以调节低密度脂蛋白、乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合成酶、生长抑制因子、葡萄糖激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激等有关脂肪合成和葡萄糖代谢的基因[12]。ADD1基因高表达，可以促进肌肉和肝脏等非脂肪组织内的脂肪细胞沉积[13]。ADD1基因多态性与肌间脂肪、皮脂率和屠宰率显著相关[14，15]。

3.1 DGATs基因的研究进展

二酰甘油酰基转移酶（DGATs）是一种微粒体酶，该酶与脂肪代谢、脂类在组织中的沉积有很大关系，它的主要作用机制是使二酰甘油加上脂肪酸酰基形成三酰甘油[16]。DGAT是调控甘油三脂与脂肪酸之间的关键因子，在细胞脂类的代谢中起关键的作用。

DGAT调控脂肪组织的生成。除了能催化三酰基甘油的合成外，还能催化二酰基甘油、视黄醇和蜡类物的合成。该基因与背膘厚、肌内脂肪含量和脂肪沉积的QTL紧密连锁。移植了DGAT1缺失的白色脂肪组织能抵抗部分肥胖，并增加了胰岛素促进葡萄糖的分配，同时还能提高受体小鼠中胰岛素信号途径的活力，说明 DGAT1 缺失的白色脂肪组织中改变的内分泌功能对能量和葡萄糖代谢具有重要作用。

3.2 过氧化物酶体增殖物激活受体基因的研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARs）是调节目标基因表达的转录因子超家族成员。PPARs存在三种亚型α、δ、γ。可与类维生素A受体形成异二聚体，再结合于特异性DNA序列，调控靶基因的转录。目前认为，脂肪细胞的分化由PPARγ/RXR异二聚体、CCAATT增强子结合蛋白及脂肪细胞分化决定因子1/固醇调控元件结合蛋白共同调控[17]。PPARγ是脂肪细胞分化过程中所必需的，起着核心的作用，具有正向调节脂肪细胞分化的作用。

PPAR-γ可使3T3成纤维细胞内C/EBPα的表达增加，从而促使其转化为脂肪细胞[17]。PPARγ的适量表达在脂肪细胞分化中起相当重要的作用，若将PPARγ敲除，细胞会出现分化障碍，导致胚胎的早期死亡，而PPARγ过度表达则会引起严重的脂类代谢紊乱[17]。

因此PPARγ的适量表达在脂肪细胞分化中起重要作用。PPARγ还参与脂代谢相关基因的表达调控。PPARγ主要参与诱导脂肪细胞的分化。在脂肪细胞分化的早期，大多数脂肪细胞基因转录激活前PPARγ就有表达，到成熟脂肪细胞时表达量达到最高[18]。

3.3 脂肪分化相关蛋白的研究进展

脂肪分化相关蛋白（ADRP）是一种脂肪细胞因子，主要在分化早期的脂肪细胞中表达，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，对促进细胞内脂滴形成起着重要作用。脂肪分化相关蛋白的人类同源蛋白称为亲脂素，它选择性地增加长链脂肪酸的吸收，刺激脂质的聚集和脂滴的形成，是细胞内脂质积聚和脂肪细胞积聚的灵敏而特异的指标[19]。有研究明确指出该蛋白与骨骼肌肌间甘油三酯的水解紧密相关[20]。因此，脂肪分化相关蛋白对脂质代谢具有重要作用。

在畜禽育种研究中，ADFP基因存在多态性，推测ADFP很可能是脂肪沉积的候选基因[21]。ADRP在未分化的脂肪细胞中含量很低，脂肪细胞开始分化后其表达迅速增加[20]。ADRP除了是形成细胞内脂滴的主要成分，也是脂肪细胞分化和脂质沉积的重要标志之一[22]。

4 展 望

肌间脂肪含量对肉的嫩度以及肉的品质影响很大，目前肌间脂肪含量的研究主要集中在猪、鸡和羊等动物上，对牛的报道很少。在基因表达水平上探索调控牛脂代谢的分子机理，寻找影响脂肪沉积的重要候选基因，为动物肉质性状改良和新品种培育提供新思路。

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基金项目：吉林省教育厅资助项目（012015066）；延边大学校级项目

作者简介：

戢爽（1981-），女，讲师，研究方向：分子遗传与动物育种