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近年来,肥胖已成为一个重要的全球性公共卫生问题,不仅是导致心脑血管疾病的高危因素,显著增加糖尿病、冠心病、高血压、肿瘤等多种疾病的发病率和死亡率,而且还是加大卫生保健支出、降低生活质量、引发社会歧视、影响身心健康等社会心理问题的重要原因。肥胖的发生发展是一个极其复杂的过程,与遗传、环境、膳食结构等多种因素有关,其中遗传因素的作用近年来倍受关注。目前报道,与人类肥胖相关的基因及染色体区域已超过600个。然而,由于肥胖属多基因遗传模式,目前发现的基因并不能完全诠释肥胖的分子机制,因此发现并克隆新的肥胖相关基因,为肥胖及并发症的防治提供新靶标,仍十分必要。在先前研究中,本研究小组采用抑制性差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术,筛选肥胖与正常人网膜脂肪组织中的差异表达基因,共获得426个差异表达基因,其中216个特异高表达于肥胖者脂肪组织,210个特异高表达于正常人脂肪组织。差异表达基因中,一个功能未知基因LYRM1(LYR motif containing 1),因在差减杂交文库中反复多次出现而引人关注,鉴于该基因的生物学属性及与肥胖的关系目前均未见报道,因此本文以该基因为研究对象,拟初步阐明其生物学特性及基本功能。生物信息学分析提示,LYRM1基因全长1589 bp(NM020424),开放阅读框302~670 bp,编码122个氨基酸(NP065157);定位于染色体16p11.2区域,有4个外显子和3个内含子。LYRM1基因编码的蛋白是一亲水性的可溶蛋白,未发现信号肽序列,可能为非分泌蛋白;不存在跨膜结构域,应不属于膜蛋白。亚细胞定位分析提示,LYRM1基因定位于胞核的可能性较大;蛋白结构域分析发现,LYRM1基因编码蛋白存在一LYR结构域,提示可能参与线粒体功能及能量代谢;蛋白序列比对提示,LYRM1基因编码蛋白相对保守。应用RT-PCR、Western Blot技术验证LYRM1基因在肥胖者体内的差异表达,结果发现LYRM1基因与蛋白均呈现在肥胖者脂肪组织中高丰度差异表达的趋势。RT-PCR技术分析正常人多组织表达谱特征发现,LYRM1基因在人脂肪组织中表达量最高。绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)标记技术及Western Blot技术分析LYRM1基因的亚细胞定位发现,LYRM1基因主要定位于胞核中。采用RT-PCR及Western Blot技术检测LYRM1基因在人前体脂肪细胞分化过程中的表达趋势,结果发现LYRM1基因在人前体脂肪细胞诱导分化第2天时其核酸及蛋白表达水平均明显上调。进一步构建LYRM1基因的表达载体,稳定转染3T3-L1前体脂肪细胞,观察LYRM1基因过表达(overexpression)对3T3-L1前体脂肪细胞分化、增殖及凋亡的影响。油红O染色及脂肪细胞分化标记基因表达检测结果显示,LYRM1基因对脂肪细胞分化无明显影响;MTT比色法测定及细胞周期分析结果显示,LYRM1基因具有促进3T3-L1前体脂肪细胞增殖的作用;磷脂酰丝氨酸外翻分析及Caspase 3活性检测结果提示,LYRM1基因对3T3-L1前体脂肪细胞凋亡也具抑制作用。此外,应用3H标记的2-脱氧葡萄糖(2-Deoxy-glucose)检测成熟脂肪细胞的葡萄糖摄取率,结果显示LYRM1基因过表达能显著降低成熟脂肪细胞胰岛素刺激后的葡萄糖摄取率。总之,本研究初步探讨了人类肥胖相关新基因LYRM1的生物学特性及其与肥胖发生发展的关系,为肥胖及其并发症的防治提供了新的线索和理论依据。