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肥胖與PPARγ及脂肪因子的研究進展
更新時間：2013-06-18
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關(guān)健詞：肥胖
肥胖，即脂肪細(xì)胞數(shù)量的過度增加和體積的過度增大,并以體脂的形式儲存過多攝入的能量,它是糖尿病、冠心病、高血壓、高脂血癥等許多嚴(yán)重疾病的共同危險因素。肥胖的發(fā)生除與不良生活習(xí)慣有關(guān)外，遺傳因素和胰島素抵抗是導(dǎo)致肥胖的zui主要原因。過氧化物酶體增殖物激活受體（PPARγ）是脂肪細(xì)胞基因表達和胰島素細(xì)胞間信號傳遞的主要調(diào)節(jié)者，參與脂肪細(xì)胞分化和脂代謝調(diào)節(jié)，與肥胖密切相關(guān)。因此，涉及脂肪細(xì)胞的過度增殖和分化而造成生成過多脂肪細(xì)胞的分子機制，以及脂肪組織分泌的多種細(xì)胞因子在機體能量、糖、脂代謝和免疫反應(yīng)等方面所發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用，一直是肥胖和糖尿病研究領(lǐng)域十分關(guān)注的問題。
1PPARγ與脂肪細(xì)胞的分化
過氧化物酶體增殖物激活受體家族（PPARs）是由英國科學(xué)家Issemann等［1］于1990年首先發(fā)現(xiàn)的。 PPARs是一類由配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子，可分為α、β、γ 3種類型，其生理功能包括細(xì)胞分化、代謝調(diào)節(jié)及免疫調(diào)節(jié)。
人PPARγ基因位于3號染色體短臂，基因全長＞100 kb,由于啟動子和拼接方式不同，PPARγ基因可產(chǎn)生5′端序列不同的2種亞型，即PPARγ1和PPARγ2,其差別就在于PPARγ2蛋白的N末端多出了30個氨基酸序列［2］。PPARγ1廣泛分布于心、肝、結(jié)腸、小腸、脾、肺和腎等組織中，而PPARγ2主要在脂肪組織表達［3］，因此在脂肪組織分化過程中，PPARγ2尤為重要。
PPARγ是前脂肪細(xì)胞分化過程中重要的調(diào)節(jié)因子［4］。已經(jīng)證實,其表達足夠引起對數(shù)生長期成纖維細(xì)胞系的生長停滯及促使脂質(zhì)形成的開始，這說明PPARγ在脂肪細(xì)胞分化過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用［5，6］ 。Rosen等［7］的研究證明了PPARγ對脂肪細(xì)胞在體內(nèi)和體外分化的必要性。他們用野生型ES細(xì)胞和純合缺失ES細(xì)胞獲得嵌合小鼠，在胚胎發(fā)育10 d左右發(fā)現(xiàn)PPARγ基因純合缺失的小鼠，在還沒有形成可檢測到的脂肪之前就已死亡，而正常小鼠10 d以內(nèi)的胚胎就已經(jīng)可以檢測到脂肪的形成；在體外PPARγ基因純合缺失的ES細(xì)胞能分化多種組織，但不能分化成脂肪組織。人類基因組的研究還發(fā)現(xiàn)，PPARγ2的Pro115Gln 改變，導(dǎo)致PPARγ持續(xù)激活，加速脂肪細(xì)胞分化，患者顯著肥胖。
PPARγ是配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子，激活的PPARγ與視黃醇X 受體α（RXRα）結(jié)合形成異源二聚體，作用于過氧化物酶體增殖物反應(yīng)元件（PPRE），再激活靶基因的表達［8，9］，如脂質(zhì)轉(zhuǎn)運和儲存、細(xì)胞分化基因表達等。PPARγ的配體包括天然和合成配體。天然配體有亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等；合成配體包括抗糖尿病藥物噻唑烷二酮類（TZDs）和非甾體類消炎藥等。胰島素增敏劑TZDs是PPARγ的選擇性激活劑，TZDs類激活PPARγ后，能促進脂肪細(xì)胞分化，增加小脂肪細(xì)胞的數(shù)量而減少大脂肪細(xì)胞的數(shù)量，小脂肪細(xì)胞對胰島素的反應(yīng)性更強，有利于促進葡萄糖攝取。另外，共軛亞油酸可通過激活肥胖大鼠脂肪組織 PPARγ而上調(diào)抵抗素基因的表達，進而改善胰島素抵抗［10］。
2PPARγ與糖脂質(zhì)代謝
PPARγ介導(dǎo)的脂肪細(xì)胞的分化包括脂質(zhì)累積和脂肪細(xì)胞特異性基因的表達［11］。多種參與脂肪酸轉(zhuǎn)運和代謝的基因在轉(zhuǎn)錄水平受PPARγ的調(diào)控，它可以增加脂肪酸轉(zhuǎn)運蛋白和脂肪酸轉(zhuǎn)運酶的表達，刺激細(xì)胞對脂肪酸的攝取和向脂酰CoA的轉(zhuǎn)化［12］。PPARγ還能選擇性誘導(dǎo)脂蛋白脂肪酶（LPL）基因在脂肪組織的表達，調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，減緩脂解速度，從而降低游離脂肪酸的量。PPARγ被激活后還能調(diào)控與胰島素效應(yīng)有關(guān)的多種基因的轉(zhuǎn)錄，這些基因的功能涉及葡萄糖的轉(zhuǎn)運、利用以及脂肪代謝的調(diào)節(jié)，如成熟脂肪細(xì)胞表達胰島素敏感的葡萄糖轉(zhuǎn)運體4（GluT4），促進葡萄糖轉(zhuǎn)運等。總之，PPARγ活化脂肪細(xì)胞中的LPL、脂肪酸結(jié)合蛋白（aP2）、乙酰輔酶A合成酶、GluT4等［13］可使脂肪細(xì)胞中甘油三酯的合成增加，脂肪細(xì)胞的體積增大而引起肥胖。
PPARγ活性同脂肪含量呈正相關(guān)，但同胰島素抵抗無正相關(guān)。有關(guān)鼠基因的研究證明，PPARγ-/-小鼠沒有脂肪組織，而PPARγ基因半缺失的小鼠（PPARγ+/-），PPARγ活性降低，體重增加明顯減少，但胰島素敏感性升高［14］。TZDs治療能夠改善糖耐量卻不能增強胰島素敏感性，PPARγ的過度激活導(dǎo)致肥胖的發(fā)生，而肥胖（尤其是內(nèi)臟性肥胖）導(dǎo)致胰島素抵抗，但同時脂肪萎縮癥患者也存在嚴(yán)重的胰島素抵抗［15］，提示脂肪組織分泌的脂肪細(xì)胞因子與肥胖及胰島素抵抗之間的關(guān)系。
3肥胖與脂肪細(xì)胞因子
脂肪細(xì)胞分泌許多細(xì)胞因子如瘦素、抵抗素、脂聯(lián)素、腫瘤壞死因子α（TNF α）等，它們在脂肪細(xì)胞與其他組織之間傳遞信息以及在脂肪細(xì)胞感知自身能量儲備和控制自身體積方面均發(fā)揮重要作用。研究表明，脂肪細(xì)胞既是能量儲存細(xì)胞，也是活躍的內(nèi)分泌細(xì)胞［16］，脂肪細(xì)胞不僅可調(diào)節(jié)胰島素的敏感性，影響糖和脂質(zhì)代謝，參與血壓調(diào)節(jié)，還與動脈粥樣硬化和炎癥的形成等有關(guān)。
3.1瘦素（leptin）瘦素是肥胖基因的產(chǎn)物，由脂肪組織產(chǎn)生，主要作用在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，尤其通過下丘腦的特定受體抑制攝食，增加能量消耗，在脂肪蓄積、體重調(diào)節(jié)中起著重要作用。缺乏瘦素者或者瘦素受體發(fā)生病變，將發(fā)生嚴(yán)重肥胖和2型糖尿病［17］。血清瘦素濃度與肥胖程度一致，即越是肥胖，瘦素水平越高。這可能是由于瘦素的脂肪儲存信號不能有效地傳導(dǎo)至神經(jīng)中樞，發(fā)生“瘦素抵抗”。“瘦素抵抗”一旦發(fā)生，人體不知道儲存了多少脂肪，脂肪細(xì)胞不斷肥大，肥大的脂肪細(xì)胞又產(chǎn)生了很多瘦素，進而發(fā)生肥胖、高瘦素血癥和2型糖尿病。
3.2抵抗素（resistin）抵抗素是2000年新發(fā)現(xiàn)的一種脂肪細(xì)胞分泌性蛋白，其主要作用是對抗胰島素抵抗，使血糖水平升高。Steppan等［18］ 研究表明，肥胖小鼠血中抵抗素水平升高，而在使用TZDs后下降。但Way等［19］報道的結(jié)果卻相反：肥胖嚴(yán)重抑制抵抗素的表達，同時PPARγ轉(zhuǎn)錄活性下降使抵抗素釋放增加而導(dǎo)致胰島素敏感性降低，促進2型糖尿病的發(fā)生。抵抗素與肥胖和胰島素抵抗之間的還有待于進一步研究。
3.3脂聯(lián)素（adiponectin）脂聯(lián)素又稱為脂肪細(xì)胞互補相關(guān)蛋白（Acrp30），是近年來發(fā)現(xiàn)的脂肪細(xì)胞因子，在胰島素刺激下加速從脂肪細(xì)胞分泌。當(dāng)PPARγ轉(zhuǎn)錄活性下降，使脂聯(lián)素釋放減少而導(dǎo)致胰島素敏感性降低，促進2型糖尿病的發(fā)生［20，21］。TZDs對血漿脂聯(lián)素水平的影響是由其對脂聯(lián)素基因啟動子的活化介導(dǎo)的：TZDs對PPARγ的選擇性激活，改變了脂肪組織中脂聯(lián)素的表達和釋放，使胰島素敏感性得到改善。脂聯(lián)素是一個很有潛力的脂肪細(xì)胞因子，對其抗高血糖癥、抗動脈粥樣硬化的深入研究將使肥胖以及與胰島素抵抗相關(guān)疾病的防治有一個新突破。
當(dāng)前，肥胖與糖尿病及其他相關(guān)疾病的關(guān)系已逐漸成為國內(nèi)外的一個研究熱點，人們對肥胖發(fā)病機制的認(rèn)識以及對脂肪細(xì)胞的功能研究也已取得了重大進展，但還有許多未知的領(lǐng)域，如脂肪細(xì)胞如何通過神經(jīng)系統(tǒng)與其它組織進行雙向交流，脂肪因子的功能及作用機制的進一步闡明，脂肪因子的分泌異常和脂肪的異位沉積所引起的胰島素抵抗以及PPARγ作用的復(fù)雜機制都還有待于進一步研究和探索。
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