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脂肪细胞因子_脂联素_adiponectin_的研究进展
调节脂联素在脂肪细胞表达的因素有生脂转录 因子过氧 化物 酶 增殖 激活 受 体- γ( PPAR- γ) , 激 动 剂 (TZD)、β肾上腺能受体(β- AR)、第 2 信使 cAMP、IL- 6、 IGF- Ⅰ及皮质激素等。如 TZD 可刺激脂联素基因表 达, 增强其启动子活性, 升高循环脂联素水平; IGF- Ⅰ 则在转录水平增加脂联素表达; 而 IL- 6、C 反应蛋白、 皮质激素和 TNF- α抑制脂联素基因表达。此外, 影响
素和因子统称为脂肪细胞因子。其中脂联素是新发现 的方法。
的一种脂肪细胞表达的细胞因子, 它以内分泌方式循 环 于 血液 中, 参与 调节 葡 萄糖 、脂 肪 酸 代 谢 及 抵 抗 炎 症反应等生命活动。 1 脂联素的来源、结构
人类脂联素由 244 个氨基酸组成(鼠的脂联素由 247 个氨基酸组成), 包括 N- 端分泌信号肽、氨基端非 螺 旋 功 能 区 、 胶 原 样 结 构 域 以 及 C- 端 球 形 结 构 域 (gAcrp), 翻译后修饰为 8 种不同的同源蛋白( 见图 1) 。
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臧海军等: 脂肪细胞因子— ——脂联素( adiponectin) 的研究进展
营养研究
脂联素基因表达的因素还有生长激素、睾酮、内皮素- 1 相关的脂肪细胞特异性蛋白。脂联素是脂肪细胞表达
及儿茶酚胺等( Spranger 等, 2004) 。
最丰富的激素, 在血浆中有相当高的浓度。脂联素进
脂联素蛋白合成和分泌只发生在成熟的脂肪细 入血液循环作用于相应的靶组织而发挥作用, 通过激
112
NH2
Signal Collagen- like domain peptide
Adiponectin 1 17 45
110
NH2
Globular domain
gAdiponectin
processing
图 1 脂联素的分子结构( Fruebis 等, 2001)
244 COOH
247 COOH
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营养研究
臧海军等: 脂肪细胞因子— ——脂联素( adiponectin) 的研究进展
挥发性脂肪酸( FFA) 氧化。脂联素的活性形式主要以 比全 长结 构 域能 更 有效 地 改 善 胰 岛 素 抵 抗 和 增 加 脂 球形结构域和全长结构域来区分, 脂联素球形结构域 肪酸氧化。
C1q
1 28 31
关键词 脂肪细胞因子; 脂联素; 基因表达; 糖类和脂类代谢 中图分类号 S811.4
Resear ch advancement of adiponectin Zang Haijun, Zhang Keying
Abstr act Adiponectin is a cell factor secreted exclusively by adipocyte ,which can regulate energy homeostasis, glucose and lipid metabolism,obesity,resisting inflammatory reaction et al, adiponectin has many biological functions,playing a crucial role in human health, likewise,the profound research on adiponectin also has important enlightenment on how to decrease the fatty deposition of animals and im- prove the meat quality.This review summarizes research advancement in the source,structure,regulation of glucose and lipid metabolism,expression of adiponectin and its receptors. Key wor ds cell factor; adiponectin; gene expression; glucose and lipid metabolism
AdipoR1
COOH
AdipoR2( 66.7%homology)
COOH
158 172
Ⅱ Ⅰ0
110
90 80 20
50
136 120
228 234 289
299 358
Ⅲ
Ⅳ ⅤⅥ Ⅶ
194 207 255 267 321 336
130
Hydrophobic Charged
《饲料工业》·2008 年第 29 卷第 1 期
营养研究
脂肪细胞因子— ——脂联素(adiponectin)的研究进展
臧海军 张克英
摘 要 脂联素是脂肪组织细胞特异性分泌的一种细胞因子, 能够调控生物体的能量稳态、糖类 和脂类代谢、肥胖、抵抗炎症反应等, 具有多种生物学功能, 在人类健康方面发挥着重要作用, 同样对 脂联素的深入研究也对我们在畜牧业生产中如何降低畜禽脂肪沉积, 改善肉品质等方面有重要的指 导作用。文中就脂联素的来源、结构, 对糖和脂肪代谢调控、表达及其受体的研究进展作一综述。
胞中, 在脂肪细胞前体中不表达, 脂肪细胞是诱导脂 活腺苷酸活化蛋白激酶促进骨骼肌脂肪酸氧化, 降低
联素表达的必需组织(Korner 等, 2005)。在人、猴、小鼠 脂质 在骨 骼 肌 中 堆 积 , 减 少 游 离 脂 肪 酸(FFA)进 入 肝
中研究结果发现, 脂肪组织脂联素基因表达量和血浆 脏, 改善肝脏的胰岛素抵抗, 降低肝糖的生成和极低
脂联素水平随脂肪过度沉积而下降, 随体重下降而上 密度脂蛋白(VLDL)的合成。小鼠肌注脂联素后, 在饮
升。体内脂联素表达与脂肪沉积密切相关, 但是两者 食不变的情况下体重会减轻。过氧化物酶增生物激活
用, 传递信息。不同的脂联素与不同的受体结合, 敏感 性 不 同 。人 体 多 种 组 织 细 胞 表 面 均 有 脂 联 素 受 体 的 分 布和表达, AdipoR1 主要表达在骨骼肌细胞, 对脂联 素的球状结构域具有高亲和力, 但对全长脂联素亲和 力低, 而 AdipoR2 主 要表 达 在肝 细胞 , 对 两者 具 有中 等亲和力。此外, 内皮细胞、单核细胞、胰岛 β细胞、巨 噬细胞和受 损血 管 内皮 细胞 等 均有 AdipoR 的 表达 。 大动脉内皮细胞和胰岛 β细 胞同 时 表达 AdipoR1 和 AdipoR2 两种受体, 但 是优 先 表达 AdipoR1 的 mRNA (Motoshima, 等 2004)。不同的组织中脂联素受体分布 不同, 而脂联素受体的种类与脂联素的结合力和敏感 性密切相关。 3 脂联素的基因表达与调控
Polar Glycine
NH2
94 108 164 170 226 234 294 Extracellular
Ⅱ
Ⅰ
ⅢⅣⅤ Ⅵ
Ⅶ
72 130 142 191 204 256 272 lntracellular
图 2 脂联素的受体结构( Yamauchi 等, 2003)
脂联素的基因由 apM1 编码, 不同种属其基因位 质 ( sterol regulatory element- binding protein, SREBP) 、 点不同, 在人类定位于 3q27 染色体, 全长约 16 kb。 激活蛋白- 1( activator protein- 1, AP- 1) 等转 录 因子 的
浆中有相当高的浓度(5~30 μg/ml)。Scherer 等( 1995) 首先 用 随机 测 序 cDNA 文 库 方式 从幼 鼠 脂 肪 细 胞 中 克隆出脂联素的 cDNA, 因其与补体 C1q 有很近的同 源性, 且相对分子质量为 30 kDa, 故将脂联素 称 为 Acrp30( 30 kDa 脂 肪 补 体 相 关 蛋 白 ) , 后 又 称 AdipoQ ( Hu 等, 1996) 、GBP28( 28 kDa 凝胶结合蛋白)( Nakano 等 , 1996) 、apM1( 脂 肪 组 织 最 丰 富 的 基 因 转 录 产 物 ) (Maeda, 1996)。Arita 等(1999)将 apM1 基因产物命名为 脂联素(adiponectin), 并建立了测定人血浆脂联素浓度
脂联素是脂肪组织特异性分泌的一种胶原样细 胞因子。现已发现机体多种组织均有表达, 但主要由 脂肪细胞分泌, 是与补体有关的 30 kDa 蛋白质, 在血
臧海军, 四川农业大学动物营养研究所, 博士, 625014, 四 川省雅安市四川农业大学 9- 4 信箱。
张克英, 单位及通讯地址同第一作者。 收稿日期: 2007- 09- 28
2 脂联素的受体 Yamauchi 等( 2003) 首 次克 隆 出人 类 和小 鼠脂 联
素受体 , 研究发现高度保守 的脂 联 素受 体(AdipoR)有 两 种构 成 : AdipoR1 和 AdipoR2, 并 发 现人 和鼠 Adi- poR1 基 因有 96.8%的 同源 性 , AdipoR2 基 因 有 95.2% 的同源性, 鼠的 AdipoR1 基因编码 375 个氨基酸, 相 对 分 子 质 量 为 42.4 kDa 的 蛋 白 , AdipoR2 基 因 编 码 311 个 氨 基 酸 , 相 对 分 子 质 量 为 35.4 kDa 的 蛋 白 , AdipoR1 和 AdipoR2 结构高度相关, 两者有 66.7%的 同源性( 见图 2) 。AdipoR 包含 7 个跨膜结构域, 但它 们的 N 端在细胞内, 而 C 端在细胞外, 这与 G 蛋白偶 联受体(GPCRs)的结构相反, 因此 AdipoR 可能不通过 与 G 蛋白偶联发挥作用, 而直接与下游信号分子作
apM1 基因由 3 个外显子(从 18 bp 到 4 277 bp)和 2 个 结合位点。