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背景:细胞中多余的能量主要储存在脂滴(lipid droplets,LDs)中,脂滴的积聚会增加肥胖、胰岛素抵抗等代谢疾病的风险。脂滴的分解涉及脂肪酶的激活和转运。脂肪甘油三酯脂酶(Patatin-like phospholipase domain-containing protein 2,PNPLA2/ATGL)是脂滴分解的关键脂酶,其靶向脂滴需要通过蛋白复合物介导转运。氧化固醇结合蛋白(oxysterol binding protein,OSBP)和OSBP相关蛋白(OSBP related proteins,ORPs)广泛表达于真核细胞,是脂质转运蛋白家族的成员。氧化固醇结合蛋白样蛋白2(oxysterol binding protein like-2 protein,OSBPL2/ORP2)是OSBP/ORP家族成员,参与调节细胞信号转导和生长分化,维持细胞内胆固醇稳态等生物学过程,但OSBPL2在能量代谢和肥胖相关疾病中的作用机制尚不清楚。目的:研究OSBPL2基因缺陷导致肥胖的作用机制。方法:(1)利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建OSBPL2敲除Hep G2细胞系,研究OSBPL2在脂滴分解中的作用。通过荧光染色、透射电镜检测OSBPL2缺陷对脂滴大小的影响;利用激光共聚焦显微镜观察脂滴表面蛋白的定位;通过质谱、免疫共沉淀等方法验证蛋白相互作用的分子机制;(2)将野生型斑马鱼(WT)和osbpl2b基因缺陷斑马鱼(MT)分别喂养普通饲料(BC)或高脂饲料(HFD),分组为WT-BC、MT-BC、WT-HFD和MT-HFD。通过测量体长、体重、荧光染色和HE染色评价osbpl2b缺陷对脂肪细胞区域分布、脂肪细胞和肝脏内脂滴大小的影响;并利用透射电镜观察斑马鱼肝脏内脂滴与内质网的位置关系;Western blotting检测斑马鱼肝脏组织中LD相关蛋白表达水平。(3)将野生型巴马小型猪(WT)和OSBPL2基因缺陷巴马小型猪(MT)分别喂养普通饲料(BC)或高脂饲料(HFD),分组为WT-BC、MT-BC、WT-HFD和MT-HFD。通过测量体重和皮下脂肪厚度验证OSBPL2基因缺陷与肥胖表型的相关性;并通过血脂生化检测(胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇)、肝脏组织HE染色、透射电镜进一步验证OSBPL2基因缺陷对脂滴的影响。结果:(1)荧光染色观察Hep G2细胞,OSBPL2缺陷造成脂滴增大;透射电镜下观察,OSBPL2缺陷影响Hep G2细胞内质网/脂滴的动态变化;免疫荧光观察,OSBPL2缺陷导致ATGL在LD定位的减少、脂解减慢;蛋白免疫共沉淀的实验结果提示,OSBPL2与COPB1存在互作,OSBPL2缺陷引起COPB1在脂滴定位的减少;(2)MT-HFD斑马鱼体长增加、体重增大;荧光染色结果表明MT-HFD组脂肪细胞内脂滴增大;Western blotting结果表明MT-HFD组肝脏脂滴上COPB1减少;(3)MT-HFD巴马小型猪体重和皮下脂肪厚度增加;HE染色表明MT-HFD组背部脂肪、腹部脂肪细胞显著增大,肝脏脂肪空泡明显增多;q RT-PCR和Western blotting结果表明,MT-HFD组肝脏组织FABP4表达明显增加,ACOX1表达明显减少;透射电镜下观察,MT-HFD组肝脏线粒体相关内质网膜长度变短。结论:OSBPL2通过结合COPB1介导ATGL靶向脂滴,调节脂滴分解。本研究拓展了对OSBPL2功能的认识,为靶向OSBPL2缺陷的代谢性疾病的治疗提供了理论基础和实验依据。