ATGL、CGI-58及其对脂肪水解的作用

脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)是近年来发现的一种新的脂肪酶,它主要参与体内甘油三酯水解第一步的反应,对脂肪组织和非脂肪组织中脂肪分解代谢起着至关重要的作用。CGI-58是带有α/β水解结构域的酶类,在体外它本身并不具有脂肪酶的活性,但它可以激活ATGL,使ATGL水解脂肪的活性大幅度提高。ATGL和CGI-58的发现,对脂肪水解的传统理论提出了挑战,为体内甘油三酯的水解过程提供了新的认识。

CGI-58抵抗5-FU诱导的巨噬细胞凋亡

目的观察CGI-58对5-FU诱导的巨噬细胞凋亡的影响,并探讨其作用及机制。方法用5-FU处理巨噬细胞(PLKO)与CGI-58敲低(knockdown)的巨噬细胞(CGI-58 KD)后分别用CCK-8法检测其细胞增殖能力;流式细胞术检测其细胞周期与凋亡;Western blot检测其凋亡蛋白(cleaved Caspase-3)的表达水平;Seahorse Assays检测其线粒体功能。结果 CCK-8检测发现CGI-58 KD+5-FU组细胞活力降低更明显(P<0.01);流式细胞术结果显示经5-FU处理后,CGI-58 KD组的细胞凋亡率明显高于PLKO组(P<0.01),Western blot检测发现CGI-58 KD+5-FU组cleaved Caspase-3的表达水平明显高于PLKO+5-FU组(P<0.01);Seahorse Assays检测发现CGI-58 KD组其基础耗氧率OCR明显降低(P<0.01),ATP生成减少(P<0.05),ROS表达增加(P<0.01);抗氧化剂NAC处理可拮抗巨噬细胞CGI-58缺失诱导的ROS增加(P<0.05)、5-FU杀伤作用(P<0.05)及cleaved Caspase-3表达水平。结论 CGI-58缺失可增强5-FU对巨噬细胞的杀伤作用并损伤巨噬细胞的线粒体功能,其作用机制可能是通过增加ROS的产生来实现的。

秦川肉牛CGI-58基因SNP位点与肉质及其启动子活性的关系

【目的】探究秦川肉牛CGI-58基因5′-调控区中1个新单核苷酸多态(single nucleotide polymorphism,SNP)位点与肉品质的关联性,及其对该基因启动子活性的影响。【方法】选取18~24月龄的480头秦川肉牛为研究对象,测定其肌内脂肪含量、眼肌面积和背膘厚等肉品质性状指标。颈静脉采集试验牛血样,提取DNA样品,PCR扩增CGI-58基因5′-调控区,通过直接测序技术检测其单核苷酸多态性,并使用SAS(version 8.1)软件提供的一般线性模型(GLM)对单核苷酸多态位点与肉质性状进行关联分析。通过MatInspector和cMethPrimer软件分析CGI-58基因潜在的转录因子结合位点及其甲基化水平。构建含有SNP位点不同基因型的双荧光素酶报告载体,并转染小鼠3T3L-1、C2C12细胞系和牛前体脂肪细胞,测定其在3种细胞中的荧光素酶相对活性,并进行统计学分析。【结果】在秦川肉牛CGI-58基因5′-调控区发现1个新的SNP位点:g.14451079A>C。g.14451079A>C位点共有3种基因型:AA、CC和AC,其中AA基因型频率最高,A等位基因频率大于C等位基因频率,且AC基因型的启动子活性与眼肌面积显著高于其他基因型。g.14451079A>C由A到C的突变发生在CGI-58启动子区域中一个预测的转录因子结合位点v-myb的第2个碱基A上,该突变导致启动子活性发生了显著变化,且该转录因子结合位点位于软件分析的CpG岛上。【结论】秦川肉牛CGI-58基因启动子区g.14451079A>C位点的单核苷酸多态性与眼肌面积存在显著关联,且对该基因启动子活性有极显著影响。

CGI-58在动物脂类代谢中的作用

细胞中脂滴(Lipid droplets,LDs)表面存在多个调控脂肪储存和分解的蛋白,这些蛋白对机体的脂肪代谢起着很重要的调控作用。CGI-58(Comparative gene identification-58)分布在LDs表面,属于α/β水解酶折叠家族,是脂肪甘油三酯脂肪酶(Adipose triglyceride lipase,ATGL)和依赖酰基辅酶A溶血磷脂酸酰基转移酶(Lyso-phosphatidic acid acyltransferase,LPAAT)的激活剂。在脂肪分解过程中,CGI-58结合PAT蛋白家族成员之一的脂滴包被蛋白(Perlipin)和ATGL,促进脂肪分解,同时CGI-58对ATGL的激活功能受脂滴包被蛋白家族成员间蛋白质与蛋白质相互作用的影响。文章结合国内外研究热点,针对CGI-58在动物脂类代谢中的作用进行了综述。

Perilipin 2在小鼠肝脏CGI-58特异性敲除所致肝脏微泡型脂肪变性中的作用

目的探究Perilipin 2(Plin2)在肝脏CGI-58特异性敲除所致脂肪肝的作用,并比较Plin2和Plin3在脂滴生成和脂质蓄积的作用效能。方法将20只7周龄CGI-58^(Flox/Flox)小鼠(雄鼠10只,雌鼠10只)根据性别采用完全随机分组法分为对照组(NC组,n=5,注射靶向肝脏实现过表达Cre蛋白及对照Micro-RNA的腺相关病毒)和实验组(Mi-KD组,n=5,注射靶向肝脏实现过表达Cre蛋白及靶向Plin2的Micro-RNA的腺相关病毒),记录小鼠体质量变化,检测小鼠代谢相关表型和肝脏病理学的差异,RT-qPCR检测小鼠肝脏脂质代谢和胆固醇代谢相关基因的改变;以AML-12小鼠肝细胞作为细胞模型,构建SiRNA实现AML-12细胞Plin2/Plin3敲低,Bodipy染色和酶比色法检测对比正常培养和OA诱导下Plin2/Plin3敲低后AML-12细胞脂滴生成和脂质蓄积。结果Mi-KD小鼠肝脏中的PLIN2蛋白水平降低了99%以上;Mi-KD缓解了CGI-58特异性敲除雌鼠的肝肿大(P=0.0195)和肝细胞损伤(P=0.0004),降低了组织学NAS评分(P=0.0002)和肝脏甘油三酯含量(P=0.0166),显著改善了肝脏CGI-58特异性敲除所致的肝脏微泡型脂肪变性;敲低Plin2使AML-12细胞内甘油三酯含量呈下降趋势,敲低Plin3显著降低AML-12细胞内甘油三酯含量(P=0.0014);在OA诱导下,Plin2/Plin3敲低均显著降低OA诱导的AML-12细胞内甘油三酯的蓄积(P<0.05)。结论肝脏Plin2在CGI-58敲除所致的微泡型脂肪变性的发展过程中至关重要,Plin2和Plin3均参与肝细胞脂滴生成与脂质蓄积,且Plin3的作用强于Plin2。

4周运动训练小鼠骨骼肌脂滴包被蛋白、比较基因识别58及肌内三酰甘油的表达

背景:骨骼肌中也存在比较基因识别58和脂滴包被蛋白的表达,国内外的研究大都集中在训练骨骼肌激素敏感性脂肪酶调节脂肪分解的作用上,对运动时骨骼肌肌内三酰甘油、脂滴包被蛋白家族与比较基因识别58变化的研究较少。目的:观察4周运动训练C57BL/6J小鼠骨骼肌脂滴包被蛋白家族和比较基因识别58的变化,探讨其与肌内三酰甘油变化的关系。方法:80只6周龄雄性健康SPF级C57BL/6J小鼠,按运动训练前,运动1,2,3,4周5个时相,随机分为对照组和耐力训练组各5组。耐力训练组第1周为适应性训练;正式训练4周,每周6d,训练时间在早上8:00-12:00,以16 m/min,5%度坡度进行40 min跑台运动;安静组自由饮食。检测小鼠体质量和血液指标;小鼠腓肠肌和比目鱼肌肌内三酰甘油含量、脂滴包被蛋白家族和比较基因识别58基因及蛋白的表达。结果与结论:①耐力训练对小鼠体质量、血糖和游离脂肪酸的变化没有影响,降低血总三酰甘油、血总胆固醇和胰岛素水平(P <0.05),增加高密度脂蛋白胆固醇水平(P <0.05);②比目鱼肌中的肌内三酰甘油高于腓肠肌;耐力训练时,骨骼肌肌内三酰甘油先降后升(P <0.05);③耐力运动过程中,骨骼肌(比目鱼肌和腓肠肌)脂滴包被蛋白家族(除PLIN2)、比较基因识别58基因和蛋白显著增加(P <0.05);④耐力训练早期,脂滴包被蛋白家族(除PLIN2)、比较基因识别58基因和蛋白的表达变化参与了对肌内三酰甘油水解的调节;随后其效果减弱,揭示肌内三酰甘油合成途径的影响大于分解途径。

脂肪组织甘油三酯水解酶参与脂肪分解调控

循环中游离脂肪酸增高与肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病密切相关,其主要来源于脂肪细胞内甘油三酯水解。调控脂肪分解的脂肪酶主要包括激素敏感脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL)和最近发现的脂肪组织甘油三酯水解酶(adipose triglyceride lipase,ATGL),后者主要分布在脂肪组织,特异水解甘油三酯为甘油二酯,其转录水平受多种因素调控。CGI-58(属于α/β水解酶家族蛋白),可以活化ATGL,基础条件下该蛋白和脂滴包被蛋白(perilipin)紧密结合于脂滴表面,蛋白激酶A激活刺激脂肪分解时,CGI-58与perilipin分离,进而活化ATGL。

比较基因识别-58

比较基因识别-58(comparative gene identification-58,CGI-58)属于脂肪酶家族,是脂肪性甘油三酯脂肪酶的激活蛋白,在调控脂肪代谢方面发挥着至关重要的作用,也是调控角质形成细胞的分化过程的重要分子。另外,CGI-58还具有溶血磷脂酸酰基转移酶活性,可将溶血磷脂酸酰化成磷脂酸。若CGI-58的基因发生突变,会引发一种隐性遗传的中性脂肪蓄积病——Chanarin-Dorfman综合征(Chanarin-Dorfman symptom,CDS),病体表现出鱼鳞病。本文将针对CGI-58调控脂肪代谢以及其它方面的功能,对近些年来CGI-58的研究进展进行综述。