背景与目的:酪蛋白激酶Ⅱ（Casein kinase2,CK2）是一种生存所必须的上游保守性丝/苏氨酸磷酸激酶,由两对α亚基和β亚基组成异四聚体,其中α亚基可单独存在并具有催化活性。目前已报道的底物有300多种,广泛参与了机体心脏发育、精子发生、应激代谢调节、昼夜节律和肿瘤发生发展等过程,在细胞水平上表现为促进细胞增殖、抑制细胞凋亡、维持基因组稳定性、应激信号转导等。本题组在研究CK2 α参与衰老发生机制的过程中,发现CK2 α全身过表达小鼠（CK2 αTG小鼠）体型消瘦和体重偏轻,且截止24月龄都是健康状态,因此考虑这种现象是否与CK2调控机体糖脂代谢有关。CK2下游底物中有十多种代谢酶,包括糖原合酶、6-磷酸葡萄糖异构酶、鸟氨酸脱羧酶等。以往报道主要关注CK2对糖代谢的调节作用,曾发现胰岛β细胞中CK2抑制胰岛素分泌从而导致血糖升高。但我们前期预实验发现,CK2 αTG小鼠空腹血糖和糖耐量（GTT）并未升高,提示在动物整体水平上CK2对糖代谢的调控并不是小鼠体重体型改变的主要因素,因此我们将研究重点转向CK2对脂代谢的直接调控作用上。目前CK2对脂代谢调控的研究较少,且主要集中在脂肪棕色化方面,而CK2在动物整体水平是否参与调控脂肪合成、动员、氧化分解、转运尚未见报道。脂肪组织作为一种兼具储能和内分泌功能的器官,多项研究显示它与肥胖、衰老相关疾病如高血压、炎症、肿瘤和神经退行性疾病密切相关。本课题利用CK2过表达和脂肪特异性敲除小鼠模型,在组织器官和细胞水平初步探究CK2是否直接参与脂代谢调控以及调控关键分子,旨在探讨CK2在脂肪代谢中的重要作用,为健康衰老提供实验室靶点依据。方法:以CK2 αTG小鼠为模型,比较3.5月龄和8月龄小鼠的基础代谢指标,对体重、血糖、血脂、GTT、ITT等进行检测,初步分析CK2 α对小鼠糖脂代谢的影响;处死小鼠后对其肝脏、皮下脂肪、内脏脂肪和棕色脂肪进行H&E染色,并分析CK2 α过表达对组织器官中脂肪分布的影响。对6周龄C,K2 αTG小鼠及其对照进行2个月60%高脂喂养,其后检测基础代谢指标,对各组织进行H&E染色、油红O染色,评估过表达CK2 α对小鼠组织形态和脂肪分布的影响;通过荧光定量PCR对高脂喂养的CK2 αTG小鼠及其对照的肝脏、皮下和内脏脂肪进行脂代谢相关基因筛选;用Western Blot对筛选出的差异基因进行蛋白水平检测。在脂肪细胞系3T3-L1中干扰CK2 α并诱导成脂后检测差异基因表达水平,并进行蛋白水平验证;分别用内源/外源免疫共沉淀方法对筛选出的目的蛋白与CK2 α的相互作用进行检测。构建CK2 α脂肪细胞特异性敲除小鼠（CK2αf/f;AC小鼠）,以CK2αf/f;AC小鼠为模型对CK2 αTG小鼠呈现出的表型进行验证。在CK2αff;AC小鼠组织中对从高脂喂养的CK2 α TG小鼠脂肪组织中筛选出的下游蛋白表达量进行验证。结果;CK2 αTG小鼠体型偏瘦、体重偏轻;3.5月龄和8月龄小鼠的血糖和血脂均无明显变化;3.5月龄CK2 αTG小鼠GTT无明显变化,八月龄时曲线下面积（AUC）较同龄对照组显著降低,提示CK2 α并不是主要通过调节糖代谢来改变小鼠体型和体重。CK2 αTG小鼠的肝脏和白色脂肪形态无明显差异,棕色脂肪脂滴明显增大,显示“白色化”,说明过表达CK2 α可抑制脂肪棕色化。高脂喂养的CK2 αTG小鼠与野生型对照鼠相比,体重增加不明显,体脂低;GTT和ITT显著改善;皮下和内脏白色脂肪肥大程度较轻;脂肪肝程度轻,进一步验证了 CK2α过表达可以抵御高脂饮食导致的肥胖。高脂喂养的CK2 αTG小鼠白色脂肪中促进脂肪分解的激素敏感酯酶（HSL）、膜脂质转运受体（CD36）和过氧化物酶激活增殖受体α（PPARAα）mRNA水平和蛋白质表达量均升高;而肝脏中涉及脂肪合成的脂肪酸合酶（FASN）,固醇反应元素结合蛋白1c（SREBP1c）等基因表达无显著差异,表明CK2 α主要通过增加脂肪分解通路调控脂代谢。在3T3-L1中干扰CK2。后,HSL和CD36表达量对应降低,蛋白水平仅CD36降低明显;CK2 α与CD36存在相互作用,与HSL不存在相互作用,提示CK2 α可能通过直接调控CD36活性或表达量帮助脂肪进入细胞分解代谢。为进一步验证以上结果,构建CK2 α脂肪特异性敲除小鼠,在CK2αf/f;AC小鼠的棕色脂肪和附睾脂肪中,CK2 α完全敲除,腹股沟脂肪中CK2 α显著敲低,在CK2αf/f;AC小鼠的心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏中,CK2 α表达量与对照同龄野生型小鼠一致。CK2 αf/f;AC小鼠GTT和ITT实验显示糖耐量与胰岛素耐量受损、冷刺激实验显示棕色脂肪产热能力增强、附睾白色脂肪细胞脂滴增大,均与CK2 αTG小鼠结果对应相反;体重、空腹血糖、血甘油三酯、血总胆固醇、各组织器官重量、除棕色脂肪和内脏附睾脂肪外的组织器官形态均无明显改变。CK2αf/f;AC小鼠经高脂喂养后,与对照小鼠相比,血甘油三酯、GTT-AUC、附睾脂肪重量及细胞面积均显著降低;肝脏大小和棕色脂肪产热能力明显较强;体重、空腹血糖、血总胆固醇及除肝脏和附睾脂肪外的各组织器官重量及形态均无明显改变;在CK2 αff;AC小鼠皮下和内脏脂肪组织中,CD36表达量均对应下调,与CK2αTG小鼠结果对应相反。在肝组织中无明显表达改变,说明CK2 α通过CD36直接介导脂肪分解通路是小鼠抵御肥胖尤其是高脂饮食导致的肥胖的重要途径。结论:1、CK2 αTG小鼠可以抵御高脂饮食诱导的肥胖,且不依赖血糖调节通路和脂肪棕色化途径;2、CK2 αTG小鼠可以延缓脂肪肝进程,并促进脂肪组织中脂肪动员和分解;3、CK2αf/f;AC小鼠脂代谢受损;CK2 α主要通过结合CD36并对其进行调节促进脂肪酸转运和氧化分解,从而达到抵御小鼠肥胖的效果;4、在小鼠中,过表达CK2 α可抵御由年龄增长伴随的脂肪细胞肥大。