【摘 要】
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脂质沉积是影响动物肉质评价的重要指标,通过激活白色脂肪组织棕色化能有效降低皮下脂肪脂质积累,从而降低我国地方猪背膘厚。此外,白色脂肪组织棕色化还能加强新生仔猪产热,有助于提高仔猪成活率。已有研究发现,Fibronectin Type III Domain Containing（FNDC）家族基因可通过激活白色脂肪组织棕色化调节脂质代谢过程,Fndc1是该家族的成员之一,现有研究发现其功能主要集中在
【基金项目】
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西北农林科技大学引进人才计划（编号:Z111021903）； “十四五”国家重点研发计划（编号:YFF1000602）；
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脂质沉积是影响动物肉质评价的重要指标,通过激活白色脂肪组织棕色化能有效降低皮下脂肪脂质积累,从而降低我国地方猪背膘厚。此外,白色脂肪组织棕色化还能加强新生仔猪产热,有助于提高仔猪成活率。已有研究发现,Fibronectin Type III Domain Containing（FNDC）家族基因可通过激活白色脂肪组织棕色化调节脂质代谢过程,Fndc1是该家族的成员之一,现有研究发现其功能主要集中在肿瘤、炎症及血管生成等过程中,但该基因在白色脂肪组织棕色化中是否存在调控作用尚不清晰。本研究分别从细胞及活体水平探究了Fndc1基因在脂质沉积中的作用,且初步探讨了其在脂肪生成过程中的调控机制。主要研究结果如下:1.肥胖小鼠脂肪组织中Fndc1基因表达降低。在高脂饮食诱导的及遗传性的肥胖小鼠白色脂肪组织中,Fndc1基因m RNA水平显著下调（p＜0.05）。高脂饮食诱导的小鼠血清中FNDC1蛋白表达量显著下降（p＜0.05）。2.Fndc1抑制小鼠前体脂肪细胞（3T3-L1）成脂分化并促进其增殖。（1）Fndc1抑制3T3-L1细胞成脂分化。在3T3-L1细胞成脂分化过程中,Fndc1敲低可显著促进脂肪的形成。同时,Fndc1敲低促进甘油三酯（TG）合成相关基因如Pparγ,Lpl,Fabp4,Acc及Cd36等基因（p＜0.05）的表达。与此一致的是,Fndc1敲低后PPARγ,C/EBPα及FABP4蛋白的表达量显著上调（p＜0.05）。相反,过表达Fndc1显著抑制3T3-L1细胞的成脂分化作用。在3T3-L1细胞诱导分化过程中添加FNDC1重组蛋白,细胞的成脂分化作用被显著抑制,Pparγ等促进成脂的基因表达显著下调（p＜0.05）,而脂解基因Lipe表达显著上调（p＜0.05）。（2）Fndc1促进3T3-L1细胞的增殖。Ed U染色分析发现,Fndc1敲低显著降低3T3-L1细胞中Ed U阳性细胞的数量（p＜0.05）,并下调周期蛋白Cyclin D1 m RNA和蛋白水平（p＜0.05）。相反,过表达Fndc1显著增加Ed U阳性细胞的数量（p＜0.05）,并上调周期蛋白Cyclin D1 m RNA和蛋白水平（p＜0.05）。3.Fndc1通过整合素αV-FAK增强线粒体功能,促进白色脂肪棕色化。（1）重组蛋白FNDC1促进C57BL/6小鼠白色脂肪棕色化。q PCR数据表明小鼠冷刺激2d后,腹股沟白色脂肪组织（i WAT）中Fndc1 m RNA表达水平显著上调（p＜0.05）。小鼠接受腹腔注射FNDC1重组蛋白4周后（2mg/kg/d）,采食量无显著差异,但显著降低了体重的增加（p＜0.05）。热成像分析显示小鼠产热增加,FNDC1重组蛋白处理组小鼠核心温度明显高于对照组。此外,FNDC1重组蛋白处理显著降低了白色脂肪组织体积及重量（p＜0.05）。组织切片结果显示,注射重组蛋白的小鼠白色脂肪组织中脂肪细胞面积明显减小,且棕色化关键基因UCP1蛋白的表达量显著上升（p＜0.05）。Fndc1过表达显著上调小鼠原代白色脂肪细胞棕色化相关基因Ucp1,Prdm16、Ppargc1a及Cox7a1等的m RNA水平（p＜0.05）,同时上调棕色化关键基因UCP1蛋白水平（p＜0.05）。相反,Fndc1敲低显著增加了小鼠原代白色脂肪细胞中脂滴大小,下调棕脂标志基因Ucp1 m RNA和蛋白水平以及白脂棕色化特异性表达基因Tbx1,Tmem26,和Cd137 m RNA水平（p＜0.05）。（2）Fndc1基因增强小鼠原代白色脂肪细胞线粒体生物合成及功能。Fndc1敲低抑制线粒体生物合成。Mitotracker染色及线粒体拷贝数检测结果显示,在3T3-L1细胞中Fndc1敲低后线粒体数量显著减少,线粒体转录因子Pgc1-βm RNA水平显著下调（p＜0.05）。同时,线粒体Krebs cycle基因Cs及Idh3αm RNA水平显著下调,氧化磷酸水平也显著下降（p＜0.05）。Fndc1过表达促进线粒体生物合成。Mitotracker染色及线粒体拷贝数的检测结果显示,Fndc1过表达显著增加3T3-L1细胞线粒体数量,并显著上调线粒体转录因子Tfam m RNA水平（p＜0.05）。同时,Fndc1过表达导致线粒体Krebs cycle基因Cs差异显著上调（p＜0.05）,氧化磷酸水平也显著上调（p＜0.05）。（3）通过免疫共沉淀（IP）实验发现FNDC1蛋白与ITGαV结合且能激活下游FAK通路。综上所述,FNDC1能通过与整合素αV结合,激活下游FAK信号通路,进而加强线粒体生物合成及功能,最终促进白脂棕色化作用。
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