脂肪组织与蛋白质组学课程作业

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1、脂肪组织与蛋白质组学脂肪组织不仅是体内贮存能量的主要场所，维持着机体的能量平衡。同时，脂肪组织还具有强大的内分泌功能，能够分泌多种激素和细胞因子，从而发挥着广泛而重要的生物学功能。脂肪组织代谢异常则会引起一系列的重要疾病，如脂肪在机体内过度沉积所导致的肥胖症，目前已成为继心脑血管病和癌症之后威胁人类健康的第三大疾病。随着蛋白质组学的发展，不少研究者尝试直接从生命功能的执行者——蛋白质入手，研究脂肪的形成、发育以及肥胖发生时蛋白质种类、数量、功能的变化，进而探索脂肪组织发育的机制和相关疾病的治疗策略。目前脂肪蛋白质组学研究已取得较大的进展，其研究内容主要包括在生理和病理条件下，脂肪组

2、织、脂肪细胞或脂肪细胞亚细胞器中蛋白质表达谱的建立及差异比较，以及脂肪细胞分化和脂肪代谢紊乱状态下，差异表达蛋白的挖掘及鉴定等方面。1脂肪组织蛋白质组学1.1脂肪蛋白质组学图谱的建立尽管脂肪组织富含大量的脂质，蛋白质含量相对较少，样品制备比较困难，但在科研人员的不懈努力下，不同物种的脂肪组织蛋白质图谱已逐步建立。研究者通过添加羟乙基二硫化物提高了脂肪蛋白质碱性pH区域的分辨率，第一次显示了人类脂肪组织蛋白质的双向电泳图谱。又运用荧光差异双向电泳技术(two-dimensionaldifferencegelelectrophoresis,2D-DIGE)分析了人的腹部脂肪组织，检测出

3、1840个蛋白点。后来通过在裂解液中添加硫脲的方法，极大地增加了脂肪组织蛋白质的溶解性，提高了疏水性蛋白、高分子量蛋白和低丰度蛋白的检出率，建立了小鼠白色脂肪组织的双向电泳图谱，并通过质谱鉴定了140个蛋白质，这一实验为脂肪组织在肥胖、血脂代谢障碍等代谢疾病方面的研究奠定了基础。随后，猪、牛、鸡等畜禽的脂肪组织蛋白质图谱也逐步建立。但采用双向电泳技术进行的蛋白质组学分析具有一定的缺陷，主要原因是2-DE很难分析出低丰度、极酸性、极碱性的蛋白。然而，随着2-DE技术的改进及蛋白质组学技术的飞速发展，脂肪组织蛋白质图谱必将更加完善。1.1脂肪组织功能蛋白质组学1.1.1正常生理条件下的

4、脂肪组织功能蛋白质组学脂肪组织分泌蛋白因子参与能量代谢、免疫和炎症反应、发育和生殖等生理、病理活动。通过蛋白质组学全面分析研究这些分泌因子，有利于系统了解脂肪组织的功能，并为脂肪代谢紊乱的治疗提供帮助。1.1.2非正常生理条件下的脂肪组织功能蛋白质组学采用高通量芯片技术研究了皮下和腹部内脏脂肪的mRNA和蛋白质表达谱，发现内脏脂肪在代谢综合征(主要包括肥胖、2型糖尿病等)的发病中起主导作用。因此，对代谢紊乱的脂肪组织进行蛋白质组学分析，寻找其分子标记物或者新的药物靶点，可以为治疗肥胖、2型糖尿病提供更多帮助。2脂肪细胞蛋白质组学2.1脂肪细胞分化的蛋白质组学研究脂肪细胞是由起源于胚

5、胎期中胚层的多能干细胞逐步分化发育而来的。在脂肪细胞分化过程中，蛋白质的表达、修饰、种类及表达部位不断发生变化，从而影响着细胞的功能。通过研究脂肪细胞分化过程中的蛋白质变化，有望揭示脂肪细胞分化的机制和某些蛋白质的功能。通过2-DE技术分析了人间充质干细胞向脂肪细胞分化过程中的差异表达蛋白，发现32个蛋白表达水平不同。通过质谱鉴定了表达量上调5倍以上的8个蛋白点，推测其中突触融合蛋白3、氧类固醇结合相关蛋白3、过氧化物酶体增殖激活受体γ和血型糖蛋白这4种蛋白质与脂肪形成有关。研究结果表明，可以发现一些细胞骨架蛋白、氧化还原蛋白和伴侣蛋白都参与了脂肪细胞分化这一复杂的生理学过程。2.

6、2脂肪细胞亚细胞器的蛋白质组学研究亚细胞结构在细胞的生命活动中都与特定的细胞功能相联系。分离、鉴定其在不同生理状态下的蛋白质表达情况对于全面了解细胞的功能具有重要意义。直接分析脂肪细胞亚细胞器的蛋白质表达变化，能更容易的诠释脂肪细胞的功能。1.1脂肪细胞功能蛋白质组学1.1.1脂肪细胞代谢相关的功能蛋白质组学蛋白质组学在脂肪细胞代谢相关的分泌蛋白方面的研究能为脂肪代谢紊乱的治疗提供理论支持。通过2-DE技术，比较了人皮下脂肪源干细胞在未诱导和向脂肪细胞诱导两种条件下分泌蛋白的表达水平变化，结果发现包括脂联素和纤溶酶原激活抑制剂等80多个蛋白点显现出2倍以上的表达量差异。该研究还发现

7、了丝氨酸蛋白酶抑制剂的存在，暗示丝氨酸蛋白酶抑制剂家族可能参与了肥胖症和2型糖尿病的形成。1.1.2脂肪细胞氧化应激相关的功能蛋白质组学氧化应激容易造成脂肪细胞线粒体、内质网的损伤，导致细胞发生炎症，最终影响脂肪细胞的功能。研究脂肪氧化应激为了解脂肪肝的发生机制奠定基础。运用无标记定量法分析在氧化应激条件下小鼠3T3-L1脂肪细胞所分泌的蛋白，发现有8个蛋白表达量发生变化，其中基质金属蛋白酶2(MMP-2)、基质细胞衍生因子1(stromalcell-derivedf