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1、-3PUFAs调控脂肪细胞分化PPAR途径研究进展主要内容一、前言二、PPAR的种类、结构三、脂肪细胞分化与PPAR的关系五、-3PUFAs通过PPAR途径对脂肪细胞分化的调控机制六、结语四、-3PUFAs对PPAR活性与mRNA表达的影响缩写符号说明缩写符号中文名称PUFAs多不饱和脂肪酸PPARs过氧化物酶体增殖物激活受体CEBPCCAT增强子结合蛋白SREBP-1c（ADD1）甾醇调节因子（SRE）1-结合蛋白LXR肝脏X受体RXR视黄醇X受体PPREDNA结合反应元件LXRE肝脏X受体反应元件ZFP锌指阻截蛋白EPA二十碳五烯酸DHA二十二碳六烯酸一、前言传统看法：脂肪高能量营养物质脂
2、肪酸重要来源最近研究：脂肪甘油生物调节剂脂肪酸炎症因子细胞增殖分化脂肪酸代谢-3PUFAs高脂饲粮-3PUFAs脂肪细胞的超常增生、肥大脂肪酸、脂肪含量血清胆固醇、甘油三脂影响组织脂肪细胞形成-3PUFAs对脂质代谢的调控-3PUFAs影响脂肪细胞形成途径饲粮脂肪类型-3PUFAs-3PUFAs调控脂质代谢的可能途径甾醇调节因子结合蛋白（SREBPs）脂肪生成基因转录肝脏X受体（LXR）PPAR活性PPARmRNA表达调控脂肪细胞分化PPARs二、PPAR的种类、结构PPARPPARs1、PPAR的种类PPAR1PPAR2PPAR3PPAR拼接方式启动子PPAR图1PPAR配体结合区域氨基酸序
3、列（Robert等，1998）注：红色：-螺旋；紫色：-折叠图2人类apo-PPAR-LBD二级结构（Jonas等，1998）（1）LBD的一、二级结构2、PPAR配体结合区域结构图3PPARs配体区域X-射线晶体结构（Xu等，1999）（2）LBD的三级结构及特点LBD图4apo-PPAR-LBD的立体图片（Jonas等，1998）1）AF-2核心区域折叠方向相反；2）配体结合部位更大；3）螺旋1与螺旋3之间，称为环的LBD区域展开。3、PPAR在哺乳动物体内的分布表1PPARs各亚型主要组织分布PPARs亚型组织分布备注资料来源PPAR肝脏、肾脏和心脏供能比较活跃的组织Jones等1995
4、；Abedin等2006；Antonio等1996PPAR肝脏几乎所有重要组织都有表达，但水平较低，在肝脏表达适中PPAR褐色脂肪组织、胎盘、血管肝脏和上皮白色脂肪组织的表达低于其他组织图5PPARmRNA在老鼠组织中的表达（Antonio等，1996）3、PPAR在哺乳动物体内的分布图6PPAR+PPAR+-嵌合子小鼠脂肪组织（Rosen等，1999）可见：PPAR是哺乳动物脂肪细胞和组织形成所必需的。癌症脂肪细胞分化动脉粥样硬化胰岛素致敏型糖尿病细胞增殖、分化的基因脂肪酸代谢胰岛素分泌PPARs真核生物机体各组织脂肪代谢的中枢。PPAR是脂肪细胞分化的重要核转录因子。三、脂肪细胞分化与PP
5、AR的关系1、PPAR在脂肪形成的中心作用试验对象试验处理方式结果资料来源PPAR-老鼠功能性缺失试验脂肪形成需要PPARYaacov等，1999；Yoon等，2000胚胎干细胞试验PPAR+-怀孕大鼠胎盘比较野生型怀孕大鼠胎盘胎盘各层中脂肪小滴非常罕见，且尺寸较小Yaacov等，1999怀孕大鼠四倍体嵌合导致脂肪营养障碍：出生后体重减轻；嗜睡；严重脂肪肝；脑部，肠等器官血肿或出血Shimomura等，1990；Moitra等，1998PPAR是脂肪形成和调控的主要因子。在细胞分化、脂质贮藏和能量代谢等方面发挥着重要的作用。（Downie等2004；Sato等2004）。表2PPAR与脂质形成
6、2、PPAR对脂肪细胞分化的影响PPAR脂肪细胞专一调控因子转录因子脂肪细胞分化作为（Georges等，1992）（1）PPAR诱导各种类型细胞脂质形成细胞类型处理方式结果资料来源NIH-3T3纤维细胞加入PPAR的适当配体纤维细胞中大部分脂肪形成Tontonoz等，1995肌原细胞加入PPAR脂质积累出现特殊标记的脂肪细胞Evan等，2001多功能干细胞PPAR表达质粒转染诱导脂肪细胞分化Jack等，1999成纤维细胞PPAR逆转录病毒表达载体转染诱导脂肪细胞分化Yu等，2006成肌细胞诱导脂肪细胞分化表3PPAR诱导脂肪细胞形成表明:PPAR在各种类型细胞中能够诱导脂肪细胞形成，并且诱导分
7、化的脂肪细胞在形态上与内源性脂肪细胞没有差异。然而，还不能够证明PPAR是这些过程必需的。（2）PPAR对脂肪细胞分化的必需性ABC图7体外ES细胞缺乏PPAR脂肪形成受阻（Rosen等，1999）注：A.地赛米松处理10天后诱导胚胎脂肪细胞分化的油红O染色B.+-胚胎脂肪细胞分化前后标记的脂肪细胞Northern分析C.+-胚胎脂肪细胞分化前后标记的脂肪细胞CEBP转录因子Northern分析试验一图8ZFPs54抑制PPAR表达阻止脂肪形成（Ren等，2002）试验二PPAR是脂肪细胞分化所必需的。同时，脂肪细胞的形成也与PPAR的剂量相关。因此，对PPAR的调控能够有效的调控脂肪细胞的分
8、化。锌指阻遏蛋白54是PPAR的选择性抑制蛋白。四、-3PUFAs对PPAR活性与mRNA表达的影响（一）-3PUFAs影响PPAR的活性PPAR为细胞核激素受体，它发挥相应的生物学功能调控脂肪细胞分化高度依赖于活化该受体的配体类型（Lopez等，2003）。有许多化合物都能够作为它的配体活化PPAR。表4已知的PPAR配体配体类型配体种类资料来源自然存在的PPAR配体多不饱和脂肪酸(PUFAs)单不饱和脂肪酸（MUFAs）氧化脂质15-脱氧-前列腺素-J2其他前列腺素J的衍生物Yoon等，2000；Kliewer等，1997；Sato等，2004；Xu等，1999人工合成的PPAR配体氯贝特
9、类（fibrates）噻唑烷二酮类（TZDs）1、已知的PPAR配体2、不同脂肪酸与PPAR的亲和力图9PUFAs与GW2331竞争结合PPAR(Kliewer等，1997)三角形为亚麻油酸圆圈为亚油酸正方形为花生四烯酸IC502.020表明：在机体内，饲粮中的-3PUFAs可能具有作为PPAR配体的潜力。FattyAcidPPARFattyAcidPPAR资料来源Capric（C10:0）30Oleic（C18:1）4.1Xu等，1999Lauric（C12:0）30Erucic（C22:1）30Myristic（C14:0）21Linoleic（C18:2）6.2Palmitic（C16:
10、0）30-Linolenic（C18:3）6.0Stearic(C18:0)30-Linolenic（C18:3）2.2Arachidic（C20:0）30Dihomo-linoleni（C20:3）2.4Behenic（C22:0）30Arachidonic（C20:4）1.6Palmitoleic（C16:1）6.4Elcosapentaenoic（C20:5）1.6表5不同脂肪酸与Fibrates竞争结合分析的IC50（半抑制浓度）2、不同脂肪酸与PPAR的亲和力-3PUFAs与PPAR具有较高的亲和力。图9脂肪酸作为xPPAR配体(Kliewer等，1997)3、-3PUFAs作为配体
11、活化PPAR月桂酸（C12:0）棕榈酸（C16:0）油酸（C18:1）伞形花子油酸（C18:1）芥酸（C22:1）亚麻酸（C18:3）亚油酸（C18:2）花生四烯酸（C20:4）（A）转染分析与比较结合测定（B）竞争结合测定注：1、脂肪酸的浓度均为100uM；2、xPPAR是非洲蟾蜍的PPAR。-3PUFAs在微摩尔的浓度就能作为配体活化PPAR。Group牛油橄榄油紫苏子油备注细胞直径（um）101.5108.486.9紫苏子油（富含-3PUFA、-亚油酸）、橄榄油（富含MUFA、油酸）细胞数目10-7cellsfatpad5.105.223.96细胞体积细胞数（ml）2.80a3.481.
12、36a表6饲喂老鼠不同脂肪酸对附睾脂肪垫脂肪细胞的影响（Okuno等，1997）4、-3PUFAs对脂肪细胞的影响1）体内研究：人工合成配体高脂饲粮激活脂肪细胞的超常增生和肥大PPAR添加鱼油（-3PUFAs）能够以剂量效应的方式减少体重和脂肪含量，因此脂肪酸的类型显得特别重要。说明：-3PUFAs能够限制大鼠脂肪细胞超常增生、肥大。4、-3PUFAs调控脂肪细胞分化图103T3-了细胞培养10天后油红染色的脂肪细胞（Madsen等，2005）图113T3-L1细胞系细胞培养0-10天细胞提取物中甘油三酯的水平（Madsen等，2005）图12转活测定PPAR活性（Madsen等，2005）2
13、）体外研究：-3PUFAs能够减小体外培养细胞的脂肪滴尺寸。小结-3PUFAs能够作为PPAR较高亲和力的配体，调控PPAR的活性。饲粮中添加-3PUFAs能够减少脂肪组织中脂肪细胞的尺寸，降低脂肪细胞中的甘油三脂的沉积，有效抑制脂肪细胞的分化。-3PUFAs调控PPAR基因的表达脂肪细胞分化影响同时体内、体外研究证明：（二）-3PUFAs对PPAR基因表达影响1、脂肪酸对PPAR基因表达的影响图13高脂日粮在啮齿类动物脂肪组织PPARmRNA表达的效果（Antonio等，1996）图14富含不同类型脂肪酸饲粮火鸡腹部脂肪组织PPARmRNA的表达（Sato等，2004）ND17胆固醇HFD4
14、1胆固醇ND17胆固醇HFD41胆固醇22221111NON-TGTG50%33%表明：饲粮脂肪含量和组成影响PPARmRNA在脂肪组织的表达水平。2、-3FUPAs对脂肪细胞PPARmRNA的影响图15脂肪细胞PPAR2mRNA琼脂糖凝胶电泳(李惠侠等，2005)对照标记40umolL160umolL图16各组脂肪细胞PPAR2mRNA的表达(李惠侠等，2005)高剂量的DHA能够显著下调脂肪细胞中PPAR2mRNA的表达，并且呈现出剂量依赖效应。（2）EPA对离体脂肪细胞PPARmRNA的影响图18离体脂肪细胞不同EPA（C20:5-3）浓度对PPAR1mRNA表达的影响（Chambrie
15、r等，2002）PPAR1PPAR2图17长链脂肪酸(50uM)对人类离体脂肪细胞PPARmRNA浓度的影响（Chambrier等，2002）2550在离体的脂肪细胞，EPA特定的诱导PPAR1mRNA的增加，并且呈现出剂量依赖效应。EPA前体（3）-3FUPAs对癌细胞脂质代谢基因表达的调控12345671234567注：MCF-7乳腺癌细胞；MDA-MB-231乳腺癌细胞；PUFAs单独使用时剂量为（1.510-4molL）1：PCR标准；2：对照组：3：n-6PUFA组；4：-3PUFA组；5：n-6-31:1组；6：n-6-35:1组；7：n-6-310:1组图19-6-3不同比例对E
16、R+和ER乳腺癌细胞脂代谢调控基因表达的影响（韦娜等，2006）-3PUFAs下调PPARmRNA的表达。小结-3PUFAs能够直接调控PPARmRNA的表达，并且与PUFAs、PPAR的种类以及PUFA的剂量密切相关。-3PUFAs配体PPAR活性PPARmRNA调控脂肪细胞分化体内、体外的研究表明：五、-3PUFAs通过PPAR途径对脂肪细胞分化的调控机制脂肪细胞分化第一个阶段脂肪胚细胞前体脂肪细胞定型第二个阶段成熟脂肪细胞早期基因的诱导增强脂肪细胞特殊基因表达脂蛋白脂肪酶（LPL）adipsin脂肪细胞P2（aP2）磷酸甘油脱氢酶（GPDH）（一）脂肪细胞的分化过程脂肪细胞发挥调控脂质代
