目的 最新的研究显示mTORC1相关信号通路在脂肪组织脂质代谢、产热及体内能量消耗中起着关键的作用。然而,其中的机制仍然不是很清楚。本研究通过脂肪组织特异性敲除mTOR的上游信号分子Rheb1来确定mTORC1信号通路是如何调节产热作用和白色脂肪米色化。
方法 我们将Rheb1 floxed的小鼠与adiponectin-cre小鼠杂交建立了脂肪组织特异性Rheb1敲除小鼠(Rheb1 KO)。将Rheb1 KO小鼠与其同窝的野生型(WT)对照小鼠进行正常饲料和高脂饲料(HFD)喂养。每周检测WT和KO小鼠的体重和体脂含量。同时运用活体能量代谢检测系统检测小鼠的能量代谢情况;运用细胞能量代谢分析仪检测组织的线粒体功能。培养原代皮下脂肪细胞,诱导分化后用PKA抑制剂H89处理细胞,检测基因和蛋白表达水平。
结果 与WT相比,KO小鼠的基础能量代谢水平、及核心体温以及脂肪组织的线粒体功能均显著增强,且抵抗HFD引起的肥胖和胰岛素抵抗。 Rheb1 KO小鼠白色脂肪UCP1的表达显著升高,表明Rheb1在脂肪组织特异性的敲除促进皮下脂肪米色化。脂肪组织敲除Rheb1导致PKA活性升高,表明在正常情况下mTORC1通过抑制PKA活性来抑制UCP1的表达和促进机体的能量代谢水平。
结论 Rheb1脂肪组织敲除能促进白色脂肪米色化、改善糖脂代谢水平、以及抵抗高脂诱导的肥胖。这种作用是通过降低mTORC1对PKA信号通路的抑制而完成。