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脂肪细胞综述

脂肪细胞及其细胞因子研究进展摘要:近期的科学研究显示:脂肪组织不仅是一个被动的储存能量的器官,它还是一个调节机体内分泌、能量代谢及炎症的内分泌器官。

脂肪组织可以分泌多种激素和细胞因子,这些分泌蛋白通称为脂肪细胞因子。

脂肪细胞因子是脂肪细胞产生的生物活性物质, 它们能参与人体其他组织的生物功能。

目前已知的脂肪细胞因子有: 肿瘤坏死因子(TNF2A) , 纤溶酶原激活物抑制剂( PAI) 21, 白介素26 ( IL26) ,瘦素(Leptin) , 血管紧张素原( Angiotensinogen) ,脂联素( adiponectin) , 抵抗素( resistin) 等。

近年发现的脂肪细胞因子-脂联素( adiponectin),脂肪细胞因子chemerin,视黄醇结合蛋白(RBP)4等等,本文将对以上脂肪细胞因子做相关性分析,简单介绍其对脂肪细胞的影响及研究进展。

关键词:脂肪细胞;细胞因子;研究进展Abstract: recent scientific research suggests that: adipose tissue is not only a passive storing energy, organ, it was a regulate the endocrine, energy metabolism and inflammation of the endocrine organs. Adipose tissue can secrete a variety of hormone and cytokines, these secrete proteins are generally called "adipose cell factors. Fat cells factor is fat cells to produce the biological activity material, they can participate in the rest of the human body organization of biological function. Present known fat cell factors include: tumor necrosis factor (TNF2A), fibrinolytic enzyme inhibitors (original activation content PAI interleukin 26 (21), IL26), Leptin (Leptin), Angiotensinogen (Angiotensinogen), adiponectin (adiponectin), resist hormone (resistin) etc. Recent discovery of fat cells factor - adiponectin (adiponectin), fat cells factor chemerin, retinol combined with seeral ribosomal proteins, RBPS 4, etc, the paper will be on the above adipose cell factors do, and briefly introduces the correlation analysis of the influence of fat cells are reviewed.Keywords: fat cells, Cell factors; Research progress一.脂肪细胞(adipocyte;fat cell)脂肪细胞在分子细胞生物学中的定义是脂肪组织的间充质细胞,是含有大的充满液态脂质的膜泡,每个成人体内大约含有300亿个白色脂肪,功能是将能量以脂肪细胞的形式储存起来。

每个脂肪细胞中,都含有三酸甘油脂,俗称脂肪球。

脂肪球量变大,脂肪细胞体积就扩增,造成肥胖;反之燃烧三酸甘油脂,细胞萎缩身材就瘦下来了。

正常情形下,脂肪细胞数目到了青春期后就不再增加。

肥胖是脂肪细胞数目过多或过大所致,故成年以前应尽量避免发胖,才能把脂肪细胞数目维持最适当量;成年以后才发胖的人,一般只是脂肪细胞因储藏多余脂肪而变大所造成,故减肥并不难!身体脂肪的分布,取决遗传及荷尔蒙等因应的影向,例如女性的皮下脂肪多积聚在小腹,臀部及大腿,而男性则囤积于上腹及腰部。

脂肪细胞分类有以下三种:(1)脂肪细胞(fat cell)脂肪细胞体积大,脂肪细胞常见的有两类:单泡脂肪细胞〔左〕和多泡脂肪细胞〔右〕(2)单泡脂肪细胞,细胞中央有一大脂滴,胞质呈薄层,位于细胞周缘,包绕脂滴。

(3)多泡脂肪细胞内散在许多小脂滴,线粒体大而丰富,核圆形,位于细胞中央。

脂肪细胞描述:核扁,在边缘,细胞呈空泡状。

脂肪的发育表现为组织体积增加,其原因可为细胞体积增大或数量增多,他们各自或同时起作用。

脂肪细胞由起源于中胚层的间充质干细胞逐步分化形成,按间充质干细胞→脂肪母细胞→前脂肪细胞→不成熟脂肪细胞→成熟脂肪细胞的过程发展。

前脂肪细胞在多种转录因子调控下,激活脂肪组织相关基因,并在这些基因的顺序性调控下,经一系列复杂的步骤分化为成熟脂肪细胞。

细胞分化的本质是细胞发生基因差别表达。

伴随着脂肪生成而发生的细胞脂质积累和形态学上的改变等是由于细胞在分化中特定基因的表达所致。

转录因子的表达和活性变化决定了分化过程,转录因子调控大量基因的时序,其中最主要的为PPARs家族和C/EBPs家族。

二.细胞因子(一)脂联素(adiponectin,又名Acrp30,AdipoQ,apM-1,GBP28)脂联素是近年来新发现的脂肪细胞因子,在血中有较高的浓度(5~30 mg/L)。

脂联素是由脂肪细胞合成并分泌的脂肪细胞因子,在机体内参与能量代谢、炎症反应等重要的生理过程,与肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病、动脉粥样硬化等疾病的发病密切相关。

虽然脂联素仅由脂肪细胞分泌,但肥胖者其血浆水平却降低,在糖尿病、冠状动脉疾病患者体内,其血浆水平也低于正常。

体外实验证明脂联素可以降低高血糖动物模型的血糖水平,并改善其胰岛素抵抗状态[7-9]。

同时脂联素和gapM1 可以刺激骨骼肌脂肪酸的β氧化,从而降低血脂水平[10-11]。

1.脂联素的结构和功能脂联素全长由244个氨基酸组成,包含4个结构域,从N 端到C 端依次为:信号序列、非同源序列、胶原样结构域、球状结构域。

在体内循环时,脂联素以全长蛋白(adiponectin)和经蛋白酶水解成的C 端球状结构域(gapM1)的形式存在,gapM1 为该蛋白质的主要功能结构域,具有比全长脂联素更强的生物学活性。

脂联素是脂肪细胞分泌最多的蛋白激素,占血浆总蛋白的0.101%。

研究显示,脂联素可通过肝和骨骼肌细胞中存在的受体,促进糖吸收和抑制肝糖的输出,刺激脂肪的氧化利用,从而直接改善糖脂代谢。

脂联素还可多方位抑制动脉粥样硬化性细胞改变,如通过促进IJB磷酸化抑制TNF2A诱导的NF2JB 的激活!抑制黏附因子的表达、减少单核细胞黏附到内皮细胞!抑制泡沫细胞形成以及平滑肌细胞的增殖和迁徙。

当血管病变产生时脂联素可在受损的血管壁上沉积,,扮演消防员角色,对血管内皮起保护作用。

因此脂联素具有抗IR、抗动脉粥样硬化和抗炎症作用,有重要的药物开发前景。

与其他脂肪因子不同,肥胖者脂联素水平降低;低脂联素血症还与IR、血脂紊乱和炎症标志物CRP等密切相关,被认为是MS的生化标志。

遗传学研究也证实脂联素基因位于与DM连锁的一个染色体位点(3q27),并且发现其基因多态性与MS的表型有关。

2.脂联素和gapM1的抗肿瘤作用流行病学资料显示在肥胖症患者及乳腺癌等患者体内[1-4],某些脂肪细胞因子如瘦素、脂联素的含量与正常人存在一定的差别,体外细胞培养也证实了脂联素对恶性肿瘤细胞有一定的抑制作用[5-6],因此脂肪细胞因子作为联系肥胖与肥胖相关肿瘤的一个中间因素越来越引起国内外研究者的关注。

流行病学研究发现,脂联素与某些肥胖相关的肿瘤,如乳腺癌、子宫内膜癌、前列腺癌、大肠癌等的发生呈直接负相关性[12],亦有文献报道,脂联素在生理浓度就能明显抑制肿瘤细胞的生长增殖活性[13-14] 。

Takahata 等[19]研究了100 例乳腺癌患者和100 例健康对照者,并培养了4 株乳腺癌细胞和1株正常的乳腺上皮细胞,由此证实,脂联素及gapM1 是由脂肪组织分泌的,其抗肿瘤作用可能是通过与细胞表面的AdipoR1 和 AdipoR2 结合实现的,而且不存在自分泌的调控方式,但其细胞内的作用机制还不清楚。

肥胖症患者脂联素及gapM1 水平的下调在其乳腺癌发病率增高中所起的作用要大于其受体水平的下调所起的作用。

Marie-Noelle等[14]报道,脂联素可以抑制乳腺癌细胞株MCF7 的生长并诱导其凋亡。

他们发现,乳腺癌细胞株MCF7 表面有AdipoR1 和AdipoR2 的表达,且通过实验证实,脂联素作用于乳腺癌细胞株MCF7 后,AMPK 磷酸化水平增高,推测脂联素可能通过与受体结合,活化AMPK 信号通路,进而发挥生物学作用,而且证实了AdipoR1 和AdipoR2 蛋白在乳腺癌组织中的表达[17]。

实验证实:gapM1 可明显抑制MDA-MB-231 细胞的增殖,且gapM1 对MDA-MB-231细胞的增殖抑制作用有明显的浓度-效应依赖关系。

采用流式细胞仪观察到gapM1 改变了细胞周期时相的分布,使G0~G1 期细胞增多,S 期细胞减少,阻滞细胞于G1~S期。

采用流式细胞仪及TUNEL 还观察到了gapM1在诱导MDA-MB-231 细胞发生凋亡方面的作用,发现gapM1能够诱导MDA-MB-231 细胞发生凋亡,且随gapM1 剂量升高,诱导细胞发生凋亡的作用增强。

以上结果表明gapM1 具有直接抑制乳腺癌细胞的增殖并诱导凋亡作用。

提示肥胖患者体内血浆脂联素和gapM1 水平的降低,是导致其肥胖相关肿瘤(乳腺癌)发病率升高的一个重要原因;提高肥胖者体内gapM1 水平,可能降低其肥胖相关肿瘤(乳腺癌)的发生率,为肥胖患者乳腺癌的预防及治疗提供了一条新的思路和方法。

综上,脂联素作为联系肥胖与肥胖相关肿瘤的一个中间因素,越来越引起国内外研究者的关注,作为其球状结构域的gapM1,具有更强的生物学活性。

尽管很多证据提示了脂联素和gapM1 的抗肿瘤作用,但许多问题如其抗肿瘤作用的分子生物学机制等尚待深入研究。

(二)脂肪细胞因子chemerinchemerin 是新近发现的一种脂肪细胞因子,也称他扎罗汀诱导基因2(tazaroteneinduced gene2,TIG).它在免疫应答、炎症反应、脂肪细胞分化成熟、脂质代谢等方面发挥作用。

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