脂滴包被蛋白的結(jié)構(gòu)、功能及其與脂類疾病關(guān)聯(lián)的研究進(jìn)展

龐永佳，翟桂影，李 瑞，李 超，王宇祥*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030；2.黑龍江省普通高等學(xué)校動(dòng)物遺傳育種與繁殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江哈爾濱 150030；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部雞遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江哈爾濱 150030）

脂滴（Lipid Droplet，LD）是細(xì)胞內(nèi)中性脂肪的主要貯存場(chǎng)所，廣泛存在于細(xì)菌、酵母、植物、昆蟲(chóng)以及動(dòng)物細(xì)胞中。作為一個(gè)活動(dòng)旺盛的多功能細(xì)胞器，脂滴與其他細(xì)胞器相互作用，在脂質(zhì)代謝與存儲(chǔ)、膜轉(zhuǎn)運(yùn)、蛋白降解以及信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。脂滴的動(dòng)態(tài)變化維系著脂質(zhì)代謝活動(dòng)的穩(wěn)定，若脂質(zhì)代謝紊亂會(huì)導(dǎo)致諸如肥胖、炎癥反應(yīng)等多種疾病發(fā)生[1-3]。脂滴的核心由中性脂肪組成，主要包括甘油三酯（三?；视停琓riacylglycerols，TAG）和膽固醇酯（Cholesterol Ester，CE），核心外包裹著單層磷脂分子，磷脂分子內(nèi)鑲嵌著多種蛋白，這些蛋白對(duì)于脂滴的代謝和調(diào)節(jié)具有重要作用，稱為脂滴相關(guān)蛋白。1991 年，Greenberg 等[4]發(fā)現(xiàn)了一種可被磷酸化的蛋白，其特異性地包圍在脂滴表面，故稱為圍脂滴蛋白（或脂滴包被蛋白）（Perilipin，PLIN1）。PLIN1 是最早發(fā)現(xiàn)并研究最為透徹的一個(gè)脂滴包被蛋白，它在功能上所具有的調(diào)控脂解和促進(jìn)脂滴融合的作用，使其在脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)中具有重要意義。本文綜述PLIN1 的命名、結(jié)構(gòu)、表達(dá)調(diào)控、功能及其與脂類代謝疾病之間的聯(lián)系，重點(diǎn)對(duì)PLIN1 發(fā)揮功能的分子機(jī)制進(jìn)行總結(jié)。

1 PLIN1 的表達(dá)與結(jié)構(gòu)

PLIN1 是分布于脂滴表面含量最多的脂滴包被蛋白，是PAT 家族的核心成員之一。PAT 家族成員是脂滴表面的主要蛋白，最初由圍脂滴蛋白（Peripilin）、脂肪分化相關(guān)蛋白（ADRP）、尾連蛋白（TIP47）組成，由于它們的氨基酸序列相近，基因具有高度同源性，因此取首字母命名為“PAT 家族”。而后又增添了S3-12蛋白和MLDP/OXPAT 蛋白，依次命名為PLIN1、PLIN2、PLIN3、PLIN4 和PLIN5，統(tǒng)稱為PLINs[5]。PLINs 在機(jī)體的各種組織中均有表達(dá)。迄今為止，尚未在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)缺乏PLINs 的胞質(zhì)脂滴，但PLINs 成員有其獨(dú)特的組織表達(dá)規(guī)律。PLIN1 主要表達(dá)在白色脂肪組織（WAT）中，少量在棕色脂肪組織（BAT）和心肌脂肪肉瘤中表達(dá)；PLIN2 主要在肝臟中表達(dá)，同時(shí)也在多種細(xì)胞類型（如未成熟的脂肪細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、皮脂腺細(xì)胞、乳腺上皮細(xì)胞等）表達(dá)；PLIN3 則在骨骼肌細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞、皮脂腺細(xì)胞等表達(dá)；PLIN4 存在于脂肪細(xì)胞、大腦、心臟和骨骼肌中；PLIN5 主要存在于氧化組織中，如心臟、BAT和骨骼肌[6-9]。

在“十二五”與“十三五”期間，北京印刷業(yè)實(shí)施綠色印刷踐行清潔生產(chǎn)，在深化改革中堅(jiān)持了結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向。北京市新聞出版廣電局主導(dǎo)的北京市綠色印刷工程于2012年正式立項(xiàng)實(shí)施。截至2017年3月，北京地區(qū)取得綠色印刷資質(zhì)的企業(yè)達(dá)到159家，連續(xù)5年居全國(guó)首位。綠色印刷工程實(shí)施五年來(lái)，北京市新聞出版廣電局累計(jì)撥付了8497萬(wàn)元財(cái)政資金，用以支持和獎(jiǎng)勵(lì)教材和圖書(shū)的綠色印刷，其中涉及到50家出版社和40家印刷企業(yè)。

在哺乳動(dòng)物中，PLIN1 蛋白的N-末端與PLIN2、PLIN3 和PLIN5 相似，擁有一個(gè)稱為PAT 域的保守結(jié)構(gòu)域和11-mer 重復(fù)序列，11-mer 重復(fù)序列會(huì)形成雙性α 螺旋，從而有利于PLINs 與脂滴結(jié)合[10]；與其他成員不同，PLIN4 擁有獨(dú)特的氨基酸序列，即不存在PAT結(jié)構(gòu)域，并且多肽長(zhǎng)度幾乎是其他PLINs 蛋白的3 倍（圖1）。在PLINs 與脂滴結(jié)合過(guò)程中，PLIN1、PLIN2、PLIN3 和PLIN5 主要利用其共同的PAT 域和11-mer 重復(fù)序列與脂滴交互，但非保守的C-末端元素也必不可少；PLIN4 雖缺少PAT 結(jié)構(gòu)域，但超長(zhǎng)的11-mer 重復(fù)序列有利于其定位于脂滴。

圖1 哺乳動(dòng)物PLINs 蛋白結(jié)構(gòu)示意圖[6]

由于mRNA 的剪切、拼接形式不同，PLIN1 可產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)錄本，并翻譯出不同的蛋白亞型。根據(jù)NCBI的Reference Sequences（RefSeq）數(shù)據(jù)庫(kù)提供的數(shù)據(jù)，初步整理了幾種常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中可能存在的PLIN1 轉(zhuǎn)錄本和蛋白亞型，從表1 可以看出，人和小鼠PLIN1主要存在3 種轉(zhuǎn)錄本，分別編碼2 種蛋白亞型；豬PLIN1 存在1 種轉(zhuǎn)錄本，編碼1 種蛋白亞型；牛PLIN1主要存在3 種轉(zhuǎn)錄本，分別編碼2 種蛋白亞型；羊PLIN1 主要存在2 種轉(zhuǎn)錄本，分別編碼2 種蛋白亞型；雞PLIN1 主要存在4 種轉(zhuǎn)錄本，分別編碼4 種蛋白亞型；鴨PLIN1 存在1 種轉(zhuǎn)錄本，編碼1 種蛋白亞型。不同物種間PLIN1 轉(zhuǎn)錄本的長(zhǎng)度差異較大，但蛋白亞型的長(zhǎng)度差異不明顯，說(shuō)明PLIN1 蛋白的結(jié)構(gòu)在進(jìn)化上較為保守，暗示其功能在不同物種間基本一致。

表1 NCBI RefSeq 數(shù)據(jù)庫(kù)中各物種PLIN1 的轉(zhuǎn)錄本和蛋白亞型

然而，PLIN1 真實(shí)存在的轉(zhuǎn)錄本和蛋白亞型與NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息有所不同。如在鼠中，Plin1基因可產(chǎn)生6 種轉(zhuǎn)錄本，共編碼PLIN1a（57 ku）、PLIN1b（46 ku）、PLIN1c（38 ku）、PLIN1d（26 ku）4 種蛋白亞型[11]（圖2）。這4 種蛋白亞型具有諸多的異同點(diǎn)，如擁有共同的N-末端區(qū)域但C-末端長(zhǎng)度不同，疏水性氨基酸殘基在C-末端構(gòu)成疏水性裂縫（圖2）；PLIN1a 具有6 個(gè)蛋白激酶A（PKA）磷酸化位點(diǎn)，分別位于81、222、276、433、492 和517 位的絲氨酸；PLIN1b 和PLIN1c 僅具有前3 個(gè)PKA 磷酸化位點(diǎn)，而PLIN1d 僅具有第1 個(gè)PKA 磷酸化位點(diǎn)。在表達(dá)規(guī)律上，PLIN1a 和PLIN1b 在白色脂肪組織（WAT）和棕色脂肪組織（BAT）中高度表達(dá)，而PLIN1c 和PLIN1d 優(yōu)先存在于類固醇組織中。這些結(jié)構(gòu)和表達(dá)模式的特性提示各個(gè)PLIN1 亞型可能具有功能專一性，在調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝方面可能有所不同。

圖2 小鼠PLIN1 蛋白亞型結(jié)構(gòu)示意圖(改自Kimmel 等[12]）

2 PLIN1 的功能及作用機(jī)制

2.1 脂解作用 PLIN1 具有雙向調(diào)控脂解的功能。一方面，PLIN1 對(duì)脂滴具有屏障作用，隔離甘油三酯脂肪酶（Adipose Triglyceride Lipase，ATGL）和激素敏感脂肪酶（Hormone-Sensitive Lipase，HSL）與TAG 接觸，保護(hù)中性脂質(zhì)不被水解；另一方面，在兒茶酚胺類激素刺激條件下，PLIN1 被PKA 磷酸化，ATGL 和HSL 轉(zhuǎn)移至脂滴表面，加快脂解。這些功能已被多項(xiàng)研究所證實(shí)。研究表明，3T3-L1 脂肪細(xì)胞中Plin1基因被敲除后，脂滴表面失去保護(hù)屏障，中性脂質(zhì)被水解，細(xì)胞脂解速度加快[13]；另一項(xiàng)研究表明，在中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞（CHO）中，過(guò)表達(dá)PLIN1a 可抑制脂解率達(dá)87%；在激素刺激條件下PKA 被激活，脂解速率升至原來(lái)的7 倍，而PLIN1a N-末端的PKA 位點(diǎn)突變，則使脂解作用下降[14]。

在炎性疾病中，動(dòng)脈粥樣硬化目前被認(rèn)為是一種發(fā)生在動(dòng)脈壁的復(fù)雜慢性炎性疾病，動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展的始終都伴隨著炎癥反應(yīng)。脂滴及巨噬細(xì)胞中脂質(zhì)的大量蓄積會(huì)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生。機(jī)體中PLIN1 僅表達(dá)于脂肪組織及甾體生成組織的脂滴表面及巨噬細(xì)胞內(nèi)，而PLIN2 在各類組織中廣泛表達(dá)，暗示PLIN1 的缺失可減少動(dòng)脈斑塊形成[52]。Zhao 等[53]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠骨髓來(lái)源細(xì)胞中PLIN1 的缺乏可減輕小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變；但另一項(xiàng)研究表明，巨噬細(xì)胞中過(guò)表達(dá)PLIN1對(duì)載脂蛋白E 基因敲除小鼠（ApoeKO）的動(dòng)脈粥樣硬化也具有減輕作用[54]。盡管2 次獨(dú)立研究得到相反的結(jié)果，但至少表明PLIN1 與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生密切相關(guān)，PLIN1 可作為治療動(dòng)脈粥樣硬化的一個(gè)重要靶點(diǎn)。

在哺乳動(dòng)物中的研究表明，Plin1基因的轉(zhuǎn)錄主要受過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ（Peroxisome Proliferator-Activated Receptorγ，PPARγ）調(diào)控。PPAR有3 種亞型（α、β/δ和γ），它們以組織特異性的方式調(diào)控脂滴相關(guān)蛋白的表達(dá)進(jìn)而調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝[23]。視黃醇X 受體（RXR）屬于配體激活型轉(zhuǎn)錄因子，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了RXR 存在RXRα、RXRβ、RXRγ3 種亞型。有研究表明，在調(diào)控基因表達(dá)的過(guò)程中，配體激活的PPAR會(huì)與RXR 結(jié)合形成異源二聚體，識(shí)別并結(jié)合到靶基因啟動(dòng)子區(qū)的過(guò)氧化物酶體增殖物反應(yīng)元件（PPRE）上發(fā)揮作用[24]。在哺乳動(dòng)物中，PPARγ主要是以PPARγ2亞型與RXRα形成異源二聚體的形式上調(diào)Plin1基因表達(dá)的[25]。最新研究表明，在雞上，RXRα可以通過(guò)不依賴PPARγ的方式正調(diào)控Plin1基因的表達(dá)并促進(jìn)脂肪形成[26]。

在空腹或鍛煉情況下，腎上腺素和去甲腎上腺素會(huì)與脂肪細(xì)胞膜上的β-腎上腺素受體結(jié)合，G 蛋白介導(dǎo)的信號(hào)通路啟動(dòng)，腺苷酸環(huán)化酶激活，細(xì)胞內(nèi)的cAMP 水平增加，觸發(fā)四聚體PKA 調(diào)控亞基的釋放，進(jìn)而激活催化亞基[16]。PKA 被激活后，PLIN1 和HSL被PKA 磷酸化，磷酸化的HSL 從細(xì)胞質(zhì)向脂滴遷移，與高度磷酸化的PLIN1 相互作用進(jìn)而獲得脂質(zhì)底物。脂肪細(xì)胞中PKA 的激活也促進(jìn)了大量ATGL 向PLIN1包被的脂滴遷移[17]。同時(shí)，C-末端的磷酸化破壞了PLIN1 與ABHD5 的相互作用，ABHD5 與PLIN1 解離，啟動(dòng)結(jié)合并激活A(yù)TGL 的作用，使ATGL 催化脂肪分解，將TAG 轉(zhuǎn)化為甘油二酯（Diglyceride，DAG）并釋放游離脂肪酸（Free fatty Acid，F(xiàn)A），脂解被激活（圖3-B）?？傮w來(lái)說(shuō)，在脂肪細(xì)胞中，ATGL 從TAG 中分離脂肪酸并釋放DAG，然后HSL 裂解DAG 釋放出單?；视停∕onoacylglycerol，MAG）；MAG 再由單?；视椭久福∕onoacylglycerol Lipase，MAGL）水解釋放，完成脂解過(guò)程。在此過(guò)程中，PLIN1 通過(guò)控制激活劑ABHD5 與ATGL 的結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)ATGL 的活性，并通過(guò)在脂滴上提供一定的空間來(lái)調(diào)節(jié)HSL 的活性，以便在特定條件下使其進(jìn)入脂滴，促進(jìn)脂解。

甲狀旁腺正確辨認(rèn)后其血供的保護(hù)是至關(guān)重要的。目前研究表明甲狀腺全切術(shù)后暫時(shí)性甲狀旁腺功能減退可能與甲狀旁腺的血供障礙有關(guān)，因此推薦精細(xì)被膜解剖法。需要警惕的是，部分保留血供的甲狀旁腺仍可因靜脈回流障礙造成其淤血、壞死。對(duì)表面血管擴(kuò)張、淤血明顯者，需予以切除行I期自體移植。朱精強(qiáng)[10]強(qiáng)調(diào)對(duì)于A3型(完全位于甲狀腺組織內(nèi))甲狀旁腺及嚴(yán)重缺血、游離的甲狀旁腺，自體移植是最后的彌補(bǔ)方法。

圖3 基礎(chǔ)狀態(tài)和激素刺激條件下PLIN1 的作用機(jī)制示意圖[18]

代謝綜合征發(fā)病機(jī)制的主要因素是肥胖引起的慢性炎癥，其共同的病理基礎(chǔ)就是炎癥因子通過(guò)抑制胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，在WAT、骨骼肌和肝臟中引起胰島素抵抗。非酒精性脂肪肝是代謝綜合征在肝臟中的體現(xiàn)。研究表明，飲食誘導(dǎo)的大鼠非酒精性脂肪性肝模型中，高脂飲食組的PLIN1 蛋白表達(dá)增多，表明PLIN1 與脂質(zhì)代謝紊亂相關(guān)，降低PLIN1 表達(dá)可能會(huì)阻止非酒精性脂肪性肝的發(fā)展[55]。

4.1 PLIN1 與肥胖 肥胖是一種由遺傳和環(huán)境等因素共同引起的慢性代謝性疾病，其表現(xiàn)為機(jī)體脂肪總含量過(guò)多或局部含量增多及分布異常。肥胖會(huì)誘發(fā)多種代謝類疾病，如胰島素抵抗、血脂異常和2 型糖尿病，對(duì)患者健康具有嚴(yán)重危害。一些研究發(fā)現(xiàn)，脂肪細(xì)胞中PLIN1 的表達(dá)與肥胖存在潛在聯(lián)系。如非糖尿病肥胖個(gè)體的脂肪細(xì)胞PLIN1 蛋白水平高于較瘦個(gè)體，PLIN1與體脂百分比之間呈正相關(guān)[39]。而其他研究表明，在病態(tài)肥胖與非肥胖患者中，病態(tài)肥胖人群顯示較低的PLIN1 水平[40]；與此類似，與正常體重者相比，肥胖者PLIN1 呈現(xiàn)較低水平[41]。因此PLIN1 的表達(dá)水平與肥胖之間的關(guān)系尚無(wú)定論。同樣，在小鼠中的研究表明，Plin1基因敲除小鼠表現(xiàn)瘦弱、體重正常，但WAT 儲(chǔ)備卻非常低，并且對(duì)飲食和遺傳誘發(fā)的肥胖具有抵抗力；而出乎意料的是，WAT 特異性Plin1基因的過(guò)表達(dá)也導(dǎo)致瘦型和飲食誘發(fā)肥胖的抵抗[42]。推測(cè)其原因可能是，前者Plin1-/-脂肪細(xì)胞的基礎(chǔ)脂解作用增強(qiáng)但受刺激的脂解作用減少，后者則是這些小鼠的全身能量消耗增加，WAT 轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣窘M織樣表型，進(jìn)而調(diào)節(jié)TAG和FA 水平?？梢?jiàn)PLIN1 表達(dá)水平與肥胖之間的聯(lián)系受各種因素影響。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，在3T3-L1 前脂肪細(xì)胞中，PLIN1 與Fsp27 的共表達(dá)可增加Fsp27 介導(dǎo)的脂滴融合和生長(zhǎng)，而在成熟的3T3-L1 脂肪細(xì)胞中敲除PLIN1則顯著降低脂滴融合和脂滴大小[22]，說(shuō)明PLIN1 通過(guò)與Fsp27 的相互作用，增強(qiáng)Fsp27 所介導(dǎo)的脂滴融合。其可能原因：當(dāng)2 個(gè)脂滴相互連接時(shí)，F(xiàn)sp27 會(huì)積聚在LDCS 上，從而形成1 個(gè)通道，允許雙向脂質(zhì)轉(zhuǎn)移交換。脂質(zhì)轉(zhuǎn)移通道的大小、內(nèi)部壓力差和脂滴表面張力都會(huì)影響Fsp27 介導(dǎo)的中性脂質(zhì)從較小脂滴到較大脂滴的定向凈轉(zhuǎn)移速率。而PLIN1 的酸性結(jié)構(gòu)域（氨基酸291-319）以及Fsp27 CIDE-N 結(jié)構(gòu)域中的堿性氨基酸介導(dǎo)了PLIN1 與Fsp27 特異的相互作用，使得PLIN1 能夠顯著增強(qiáng)Fsp27 所介導(dǎo)的脂滴融合長(zhǎng)大作用。如圖4 所示，當(dāng)CIDE-N 結(jié)構(gòu)域處于單體構(gòu)象時(shí)會(huì)形成自抑制作用，改變了CIDE-C 結(jié)構(gòu)域在LDCS 處的構(gòu)象，從而影響了通道的開(kāi)合，阻斷了中性脂的擴(kuò)散作用，脂滴無(wú)法融合長(zhǎng)大；當(dāng)CIDE-N 結(jié)構(gòu)域相互作用形成同源二聚體時(shí)，自抑制作用解除，通道得以開(kāi)啟，中性脂發(fā)生擴(kuò)散，脂滴發(fā)生融合長(zhǎng)大；而在PLIN1 存在的情況下，F(xiàn)sp27/PLIN1 異源二聚體形成，這一結(jié)構(gòu)可緩解或解除Fsp27 CIDE-N 結(jié)構(gòu)域的自抑制作用，促進(jìn)通道的形成或擴(kuò)展，從而增加脂質(zhì)的轉(zhuǎn)移速率[22]。

圖4 PLIN1 在調(diào)節(jié)Fsp27 介導(dǎo)的脂質(zhì)轉(zhuǎn)移和脂滴生長(zhǎng)中的作用模型[22]

3 PLIN1 的表達(dá)調(diào)控

(1)High speed in the analysis and design(reducing design time and cost).

回想起來(lái)，白麗筠跟我說(shuō)這么露骨的段子，其實(shí)當(dāng)時(shí)已有勾引我的意思。只是我還沒(méi)有明白過(guò)來(lái)。葉靄玲指責(zé)我跟白麗筠的關(guān)系，讓我真的朝這方面動(dòng)了心思。下次見(jiàn)了面，我問(wèn)白麗筠，即使待遇不公，找一份銀行外聘的工作也極不容易，你怎么又不做“賣銀的”了呢？

此外，非編碼RNA 對(duì)Plin1基因的表達(dá)也有一定的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)，在體外培養(yǎng)的脂肪細(xì)胞中過(guò)表達(dá)miR-192*會(huì)使Plin1基因的表達(dá)降低[35]；抑制miR-378 的表達(dá)減弱了激素刺激的脂解作用，同時(shí)減少了Plin1基因的表達(dá)[36]。牛前脂肪細(xì)胞成脂分化過(guò)程中，當(dāng)miR224 過(guò)表達(dá)時(shí)，脂肪形成相關(guān)生物標(biāo)志物Plin1mRNA 表達(dá)水平降低，而當(dāng)抑制miR224 時(shí)，則相反[37]。長(zhǎng)鏈非編碼RNA ARAP1-AS1 可通過(guò)調(diào)控miR-2110/HDAC2/Plin1軸在大腸癌的發(fā)生，從而發(fā)揮促癌作用，這有望成為治療大腸癌的新的有效靶點(diǎn)[38]。

在表觀遺傳調(diào)控方面，DNA 甲基化（包括高甲基化和低甲基化）對(duì)于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子、轉(zhuǎn)錄輔助因子和其他參與脂肪發(fā)育和脂肪生成基因的表達(dá)至關(guān)重要[30-32]。Bialesova 等[33]研究發(fā)現(xiàn)，肥胖女性的Plin1基因啟動(dòng)子甲基化與基礎(chǔ)脂解呈負(fù)相關(guān)，這表明在肥胖等胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下，Plin1基因的表觀遺傳調(diào)控對(duì)于增加脂肪細(xì)胞的脂解作用很重要。雞上的研究發(fā)現(xiàn)，Plin1基因啟動(dòng)子-490 bp 處的DNA 甲基化對(duì)該基因的表達(dá)有一定影響，且Plin1基因的表觀遺傳調(diào)控可能對(duì)雞脂肪發(fā)育中的脂肪細(xì)胞肥大有重要影響[34]。

除PPARγ以外，調(diào)控Plin1基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子還有雌激素受體相關(guān)受體α（ERRα）和肝X 受體α（LXRα）。研究表明，ERRα對(duì)Plin1基因的轉(zhuǎn)錄起調(diào)控作用[27]，并且該調(diào)控受到PGC-1α（Peroxisome Proliferator-Activated ReceptorγCoactivator）和SHP（Small Heterodimer Partner）的激活或抑制；在基礎(chǔ)條件下，LXRα的激活上調(diào)了人脂肪細(xì)胞的脂解作用，而這種作用一定程度上是通過(guò)LXRα與Plin1基因的啟動(dòng)子結(jié)合并下調(diào)Plin1基因的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的[28]。此外，E2F 轉(zhuǎn)錄因子1（E2F1）、CCAAT 增強(qiáng)子結(jié)合蛋白β（C/EBPβ）、多形性腺瘤基因1（PLAG1）和SMAD3也被確定為Plin1基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，這些轉(zhuǎn)錄因子主要是通過(guò)與Plin1基因的核心啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合從而激活Plin1基因的表達(dá)[29]。

4 PLIN1 與疾病

龔婧怡[20]研究發(fā)現(xiàn)，PLIN1 與Fsp27 所介導(dǎo)的脂滴融合有關(guān)。Fsp27 是CIDE 家族蛋白中的一員，CIDE（Cell Death-Inducing DFF45-Like Effectors）家族蛋白是一類在哺乳動(dòng)物物種間高度保守的蛋白，包括Cidea、Cideb 以及Fsp27（Fat-specific Protein 27）。研究表明，在細(xì)胞中過(guò)量表達(dá)Fsp27 能夠促進(jìn)大脂滴的形成，F(xiàn)sp27 缺失會(huì)導(dǎo)致脂肪細(xì)胞內(nèi)大脂滴形成出現(xiàn)障礙，脂滴變小變多[21]。其分子機(jī)制為Fsp27 定位于脂滴表面，并依靠完整的C-末端結(jié)構(gòu)以及自身的脂滴定位信號(hào)，富集在脂滴與脂滴的接觸位點(diǎn)（LDCS），進(jìn)而促進(jìn)由LDCS 相連的脂滴之間中性脂從小脂滴向大脂滴的定向轉(zhuǎn)移，最終導(dǎo)致脂滴的融合以及一個(gè)更大脂滴的形成[21]。Fsp27 通過(guò)其CIDE-N 結(jié)構(gòu)域形成的同源二聚體對(duì)Fsp27 所介導(dǎo)的脂滴融合起著十分關(guān)鍵的作用[22]。

中國(guó)區(qū)某大領(lǐng)導(dǎo)回應(yīng)：制度就是這樣的，誰(shuí)知道你們有沒(méi)有貓膩和包庇？誰(shuí)都這樣來(lái)鬧，這么大一家公司還怎么運(yùn)作？

有研究發(fā)現(xiàn)，Plin1基因的單核苷酸多態(tài)性與肥胖的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。Plin1基因單核苷酸多態(tài)性與生活方式的相互作用直接影響肥胖者的減肥效果，尤其是女性[43]；Gol 等[44]使用貝葉斯方法發(fā)現(xiàn)Plin1基因多態(tài)性與豬早期生長(zhǎng)速度和胴體長(zhǎng)度的顯著關(guān)聯(lián)；Raza 等[45]發(fā)現(xiàn)Plin1基因的5 個(gè)SNPs 與秦川牛的背脂深度、肌內(nèi)脂肪和胸深相關(guān)，Plin1基因的二倍型H2H4 與秦川牛肉體和胴體性狀相關(guān)，可在育種中進(jìn)行選擇，以提供經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)；范紅靜[46]研究發(fā)現(xiàn)Plin1基因外顯子2 的多態(tài)位點(diǎn)與鴨的皮脂率、腹脂率、胴體重、全凈膛重和腹脂重呈顯著或極顯著相關(guān)。此外，雞Plin1基因內(nèi)含子6的G2467 多態(tài)位點(diǎn)也與雞胴體性狀及脂肪沉積有關(guān)，該位點(diǎn)A1A1基因型個(gè)體的胴體和脂肪性狀指標(biāo)均顯著高于A2A2基因型個(gè)體[47]。至于Plin1基因多態(tài)性是通過(guò)哪種調(diào)控機(jī)制影響基因的遺傳效應(yīng)尚不清楚，推測(cè)多態(tài)位點(diǎn)的堿基突變可能使該基因的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)或調(diào)控元件發(fā)生改變，導(dǎo)致基因的表達(dá)活性受到影響，從而改變其表達(dá)產(chǎn)物，致使表型性狀出現(xiàn)差異。

4.2 PLIN1 與炎癥反應(yīng) 脂肪組織是內(nèi)分泌器官，可以分泌包括腫瘤壞死因子α（TNFα），白介素1β（IL-1β）和白介素6（IL-6）等多種炎癥因子。這些炎癥因子可誘發(fā)脂肪細(xì)胞內(nèi)的炎癥反應(yīng)以及相關(guān)脂肪因子的分泌紊亂，從而影響自身及其他臟器組織的功能、臟器的微環(huán)境，參與或加速疾病的發(fā)生和發(fā)展。而PLIN1 作為脂肪細(xì)胞代謝相關(guān)蛋白，與炎癥因子關(guān)系緊密。研究表明，TNFα可降低PLIN1 mRNA 含量，從而降低cAMP 的水平，誘導(dǎo)TAG 的水解[48]；IL-6 可刺激脂肪細(xì)胞脂肪分解，PLIN1 的表達(dá)水平顯著下降，并導(dǎo)致肥胖和糖尿病患者的胰島素抵抗[49]。與此相對(duì)應(yīng)，過(guò)表達(dá)PLIN1 也可以抑制相關(guān)炎癥信號(hào)通路的激活，使TNFα、IL-1β和IL-6 等炎性因子表達(dá)量下降，起到抗炎作用[50]；而PLIN1 缺乏會(huì)促進(jìn)脂肪組織中的炎癥反應(yīng)和脂解作用，從而導(dǎo)致胰島素抵抗，脂肪代謝維持困難，代謝穩(wěn)態(tài)失衡[51]。

PLIN1 雙向調(diào)控脂解功能的分子機(jī)制在哺乳動(dòng)物中已經(jīng)研究的比較透徹。在基礎(chǔ)（或進(jìn)食）條件下，PLIN1 附于脂滴表面形成屏障，使得ATGL 和HSL 與它們的脂質(zhì)底物隔離，在胞質(zhì)中處于游離狀態(tài)。同時(shí)，PLIN1 還會(huì)與ATGL 的激活劑ABHD5（也稱CGI-58）在脂滴表面結(jié)合，阻止ABHD5 與ATGL 的相互作用，限制了ATGL 的脂解活性[15]。因此，在基礎(chǔ)條件下，PLIN1 有效地保護(hù)了脂滴中的TAG，使其不被脂解酶脂解，脂解作用受到抑制（圖3-A）。

2.2 調(diào)節(jié)脂滴大小 有研究表明，PLIN1 在成熟的脂肪細(xì)胞中大量表達(dá)，而PLIN2 主要存在于含小脂滴的未成熟前脂肪細(xì)胞中；并且在分化為成熟脂肪細(xì)胞的過(guò)程中，脂滴顆粒中的PLIN2 逐漸被PLIN1 替代，說(shuō)明PLIN1 可能參與了大脂滴的形成[19]。

星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化山茱萸總環(huán)烯醚萜苷脂質(zhì)體的制備工藝 …………………………………………… 蘇艷瑩等（19）：2612

4.3 PLIN1 與遺傳性脂肪營(yíng)養(yǎng)不良 人在PLIN1 羧基末端中的移碼突變會(huì)引起脂肪營(yíng)養(yǎng)不良。研究發(fā)現(xiàn)，在人類家族性部分脂肪營(yíng)養(yǎng)不良（FPLD）的新亞型中，PLIN1 的羧基末端存在3 個(gè)獨(dú)立的雜合移碼突變（398fs、404fs、439fs）[56-58]。398fs 和404fs 位 于PLIN1a 的CGI-58 結(jié) 合區(qū)內(nèi)，均與來(lái)自3 個(gè)家庭的6 名患者的部分脂肪代謝異常、肝脂肪變性、血脂異常和胰島素抵抗相關(guān)[56-57]，這些患者的WAT 組織學(xué)分析顯示，脂肪細(xì)胞變小、巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)和纖維化增加。體外機(jī)理研究表明，由于結(jié)合和穩(wěn)定CGI-58 的能力降低，這兩種突變均不能抑制基礎(chǔ)脂解。其原因可能是這些突變使得患者的脂肪細(xì)胞中ATGL–CGI-58–LD 相互作用和激活增強(qiáng)，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)脂解水平升高。

與398fs、404fs 不同，439fs 位于CGI-58 結(jié)合區(qū)之外。盡管PLIN1a 的439fs 突變體能夠結(jié)合并穩(wěn)定CGI-58，但仍不能抑制體外培養(yǎng)細(xì)胞中的基礎(chǔ)脂解，這可能是439fs 突變體PLIN1a 不如野生型PLIN1a 穩(wěn)定的原因所致[58]。此外，來(lái)自439fs 患者的WAT 活檢顯示，PLIN1a 水平降低的同時(shí)PLIN2 水平升高，說(shuō)明PLIN2 對(duì)減少的PLIN1a 的補(bǔ)償可能是導(dǎo)致這些患者基礎(chǔ)脂解升高的部分原因[58]。

選取2014年3月至2017年3月在本院接受治療的結(jié)腸癌患者103例，將患者隨機(jī)分為兩組：實(shí)驗(yàn)組51例(完整結(jié)腸系膜切除術(shù))，對(duì)照組52例(傳統(tǒng)根治術(shù))。

與Plin1-/-小鼠相比，這些患有PLIN1 雜合突變的患者表現(xiàn)出更強(qiáng)的全身表型缺陷，這反映了WAT 代謝或適應(yīng)性補(bǔ)償機(jī)制可能存在物種差異，或兩者都有。這些研究為PLIN1 在脂肪組織的脂質(zhì)存儲(chǔ)中的關(guān)鍵作用提供了有力證據(jù)。

5 展 望

PAT 家族蛋白是一個(gè)進(jìn)化上古老的家族，其特征是N-末端PAT 結(jié)構(gòu)域和11-mer 重復(fù)序列，但C-末端差異大，使得PLINs 具有獨(dú)特的功能特性。盡管PLINs與脂滴表面的精確相互作用仍然未知，但脂滴定位離不開(kāi)PAT 結(jié)構(gòu)域和11-mer 區(qū)域，同時(shí)也不能忽略C-末端區(qū)域的作用，并且脂質(zhì)核心、單層磷脂和脂滴上其他蛋白質(zhì)分子的性質(zhì)也會(huì)對(duì)其有所影響。PLINs 究竟如何靶向脂滴，目前仍然未知，但PLINs 之間高分辨率三維結(jié)構(gòu)的比較分析將有利于揭示PLIN1 與脂滴之間的物理相互作用。

雖然已知Fsp27 是脂滴融合的必要條件，PLIN1可與其相互作用共同促進(jìn)脂滴的融合，但仍不足以解釋脂肪細(xì)胞中大脂滴是如何形成的。與Fsp27 相互作用的是PLIN1 的哪一種蛋白亞型，脂滴融合是否有其他潛在成分發(fā)揮作用，是否有其他細(xì)胞途徑促進(jìn)脂滴融合，仍需繼續(xù)探究。此外，關(guān)于PLIN1 的不同蛋白亞型鮮有報(bào)道，其表達(dá)規(guī)律和脂滴定位是否有所不同，在調(diào)控脂解中所起的功能是否存在差異，需要進(jìn)一步深入研究。

肥胖對(duì)機(jī)體健康有嚴(yán)重影響，不僅限于胰島素抵抗、糖尿病和冠心病。探究PLIN1 的表達(dá)與肥胖之間的潛在聯(lián)系，重視Plin1基因多態(tài)性對(duì)肥胖的影響，將對(duì)研究肥胖的發(fā)生發(fā)展，以及針對(duì)性的肥胖預(yù)防和治療具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。PLIN1 是抑制脂肪組織炎癥和胰島素抵抗的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，說(shuō)明PLIN1 介導(dǎo)的脂質(zhì)代謝可能是治療炎癥相關(guān)的代謝性疾病以及脂質(zhì)失調(diào)的潛在靶標(biāo)。此外，人PLIN1 的突變及其造成的遺傳性脂肪營(yíng)養(yǎng)不良突顯了PLIN1 在全身能量穩(wěn)態(tài)中的臨床意義。針對(duì)PLIN1 功能、調(diào)控脂解分子機(jī)制的深入探究，將有助于解決肥胖、炎癥反應(yīng)、脂肪營(yíng)養(yǎng)不良等相關(guān)領(lǐng)域的難題。