脂肪组织生物学研究进展

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(中南大学药学院药理学系，湖南 长沙 410008)

·文献综述·

脂肪组织生物学研究进展

李晴晴,杨芝春*

(中南大学药学院药理学系，湖南 长沙 410008)

脂肪组织包括白色脂肪，棕色脂肪及米色脂肪。白色脂肪以储能为主，过量积聚可诱发肥胖；棕色/米色脂肪属于产热脂肪，具有潜在的抗肥胖作用。三种脂肪细胞在组织分布、能量代谢及细胞因子分泌等方面有所差异，因此，聚焦三种脂肪细胞的生物学特性及分化调控机制的差异，有助于深入了解肥胖发生的机理。

白色、棕色、米色脂肪； 能量代谢； 细胞因子； 肥胖

哺乳动物体内存在的脂肪组织可分为储能为主的白色脂肪组织和以产热耗能为主的经典棕色脂肪组织以及米色脂肪组织。经典棕色脂肪主要分布在肩胛、锁骨下，而米色脂肪主要存在于皮下、内脏等白色脂肪库。研究揭示，白色、棕色、米色脂肪在细胞起源及生物学特性方面都存在较大的差异，而揭示这种差异对于以脂肪细胞为靶标研究肥胖及其相关疾病的发病机制及防治策略具有重要意义。因此，本文就白色、棕色、米色脂肪在生物学特点及与疾病关联等方面的差异研究综述如下。

1 分布与细胞起源

作为机体最大的储能库，白色脂肪主要由皮下脂肪(subcutaneous fat)和内脏脂肪(visceral fat)组成，约占体重的10%[1]。皮下脂肪主要分布于大腿、臀部、胯骨处，在腹部及皮下亦有分布，其中腹股沟部位的脂肪组织属于典型的皮下脂肪组织[2]。当机体能量摄入过多，而皮下脂肪储能饱和时，脂肪组织开始堆积于内脏周围，包括肾周、肠系膜、性腺、腹膜后、网膜脂肪及心外膜脂肪组织。研究发现，白色脂肪的分布受性别和年龄的影响：一般来说：男性脂肪多分布于腹部，而女性臀部多堆积白色脂肪[3]。男性内脏脂肪会因BMI和年龄的的增加而增加，而女性则较少出现这种现象，这可能与女性体内的雌激素有关。雌激素可促进皮下脂肪的堆积，绝经后女性雌激素治疗有利于减轻中心性肥胖[4]。

白色脂肪细胞通常被认为起源于侧板中胚层，在不同的转录调控因子作用下分化为祖细胞或前体细胞。最新的研究发现，皮下与内脏脂肪的起源存在差异：Sanchez等认为小鼠内脏脂肪组织中大部分脂肪细胞起源于胚胎期表达WT1(Wilms’tumor 1)的侧中胚层间皮细胞，而皮下脂肪组织则未检测到WT1阳性细胞[5]。示踪谱分析显示皮下脂肪细胞由胚胎早期具有间充质特性的Pref-1(Preadipocyte factor 1)阳性细胞分化而来。通过绿色荧光蛋白标记Sox10(SRY-box 10，神经嵴的一种标记分子)追踪进一步发现小鼠头部从唾液腺到耳区的脂肪细胞起源于神经嵴[6]。

利用正电子发射体层成像和计算机体层成像技术(PET/CT)，可检测到无论是小型哺乳动物和婴儿，还是成人体内都存在18F-FDG高摄取率的产热脂肪，广泛分布于肩胛间、肩胛下、颈部和子宫颈、主动脉和肾脏等部位[7]。近年来的研究发现，产热脂肪可分为经典的棕色脂肪和非经典的米色脂肪。经典棕色脂肪与骨骼肌细胞起源于相同的轴旁中胚层细胞，特异性表达生肌调节因子5(Myf5，Myogenic factor 5)[8]。棕色脂肪分化成熟后高表达线粒体解偶联蛋白UCP1(uncoupling protein 1)，通过诱导线粒体解偶联呼吸发挥产热耗能的作用，主要分布于锯齿动物的肩胛及肾周部位[9]。米色脂肪由Myf5阴性祖细胞分化而来[10]，广泛分布于骨骼肌、皮下和腹膜后白色脂肪组织中[11]。正常情况下UCP1的表达介于白色与经典棕色脂肪之间，但在cAMP(Cyclic Adenosine monophosphate)、鸢尾素(Irisin)、β3肾上腺素受体激动剂等诱导因子存在的条件下，UCP1的表达可升高至经典棕色脂肪水平。目前认为，婴儿体内以经典棕色脂肪为主[12]；而对于成人和小鼠，米色脂肪是主要的产热脂肪，主要存在于白色脂肪库，但也存在于一些经典的棕色脂肪分布区。基因表达谱分析显示，成年人的锁骨上区域棕色脂肪更类似于米色脂肪[13]，而颈部的产热脂肪，分布呈现梯度性：即深部组织为经典的棕色脂肪，中间层为米色脂肪，最表面层则是白色脂肪[14]。

2 生物学特性

2.1形态学白色脂肪组织呈浅白色至淡黄色，由成熟脂肪细胞、非脂肪细胞、结缔组织基质、血管及神经细胞组成。白色脂肪细胞大而饱满，从组织学切片上观察到细胞形态呈圆形或多边形，胞浆中存有大型脂滴，细胞核和细胞器则被压迫到细胞的边缘。

棕色脂肪细胞在外观上相对统一，由整齐的多边形脂肪细胞组成，细胞尺寸远小于白色脂肪细胞，呈多房室结构，散布有小脂肪滴，因胞浆含有大量线粒体而呈浅棕色至深红色；受交感神经支配，血管及血流量丰富[15]。散落于白色脂肪库中的米色脂肪形态则介于白色脂肪细胞与棕色脂肪细胞，兼有单房室及多房室结构和大量脂滴。

2.2能量代谢白色脂肪是主要的储能器官，可将血中的葡萄糖及自由脂肪酸重新合成为甘油三脂储存起来，在调节血糖水平及胰岛素敏感性方面具有重要意义。研究发现，与皮下白色脂肪细胞比较，内脏脂肪对胰岛素敏感性较低[16]，内脏脂肪分化与功能异常是影响胰岛素抵抗的重要因素。临床病例分析显示：内脏脂肪型肥胖患者葡萄糖氧化代谢和脂质氧化能力显著低于外周型肥胖患者[17]。

棕色脂肪增加机体能量消耗，可清除循环血中的葡萄糖和甘油三脂(TG，Triglyceride)[18]。研究报道，冷暴露(4度)24 h后，小鼠体内棕色脂肪组织被激活，体重减轻，血浆中甘油三脂水平显著下降，部分恢复机体对胰岛素的敏感性[19]，因此棕色脂肪被认为是葡萄糖、甘油三脂的“代谢库”。在鼠科动物中，β3肾上腺素受体激动剂与棕色脂肪细胞膜表面的肾上腺素受体结合后，可激活腺苷酸环化酶系统，使细胞内cAMP水平升高，进而激活cAMP依赖的PKA(protein kinase A system)，促进脂滴中TG分解为甘油和脂肪酸。同时，激活的PKA还可以磷酸化PGC-1α(peroxisome proliferater activated receptor gamma coactivator-1 α)以增加其活性，进而诱导UCP1高表达，使三磷酸腺苷(ATP)合成减少并产生热能[20]。尽管米色脂肪基础UCP1的表达水平较低，但在诱导条件下，UCP1水平迅速升高，发挥与经典棕色脂肪相似的产热耗能效应，并且研究显示，低温环境下成人和小鼠体内主要依赖激活皮下米色脂肪而非经典棕色脂肪诱导产热程序[21]。

2.3基因表达谱

2.3.1 白色脂肪分泌因子 脂肪组织除参与机体能量代谢外，也是机体重要的内分泌器官。研究发现，白色脂肪可以分泌大量的脂肪细胞因子包括瘦素、脂联素、抵抗素、炎症介质TNF-α(tumor necrosis factor α)等，参与多种生理功能的调控：脂联素(adiponectin)可激动过氧化物酶增殖体激活受体(PPAR，peroxisome proliferator activated receptor)参与脂肪细胞的分化，增强机体对胰岛素的敏感性及糖代谢；脂联素还具有抑制血管新生、抗炎、抗凋亡的作用，是一种重要的与代谢相关的保护因子。瘦素(Leptin)主要由白色脂肪组织产生，通过激活细胞内磷脂酰肌醇激酶，氧化脂肪酸，使机体对葡萄糖的摄取利用增加；瘦素在刺激机体能量消耗的同时，对食欲亦有一定的抑制作用[22]。抵抗素(resistin)因其可诱导胰岛素抵抗而被命名；给正常小鼠注射重组抵抗素可以导致糖耐量受损和胰岛素抵抗[23]。趋化素(Chemerin)是一种由内脏脂肪组织特异分泌，与代谢综合征密切相关的新型脂肪因子，可诱导靶细胞胰岛素样受体1(IRS-1)的酪氨酸磷酸化水平升高，提高胰岛素敏感性[24]。内脏脂肪素(visfatin)是一种具有类胰岛素效应的脂肪因子，可以增加脂肪细胞葡萄糖转运和肝糖原的合成，对血糖和胰岛素敏感性有一定的改善作用[25]。网膜素(omentin)由脂肪组织中的基质血管细胞分泌，可通过激活AMPK/eNOS信号，抑制内脏脂肪组织炎症因子分泌[26]。纤溶酶原激活抑制物-1(plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1)也可由内脏脂肪组织分泌。研究证实，与皮下脂肪相比，肥胖患者大网膜处脂肪组织PAI-1升高，并且血浆中PAI-1水平也显著高于健康人，由此知PAI-1在腹型肥胖导致心血管疾病的发病中可能发挥重要作用[27]。不同部位脂肪组织基因表达谱检测发现，Tcf21(Transcription Factor 21)及Hoxc8(Homeobox C8)特异性高表达于白色脂肪组。Tcf21，被定义为抑制肌细胞生成和核受体活性的转录因子，内脏脂肪表达高于皮下脂肪[28]。Hoxc8是同源框结构域转录因子，参与中胚层来源的间充质干细胞的分化[29]。

2.3.2 棕色脂肪标志基因 相对而言，棕色/米色脂肪主要执行产热耗能作用，其内分泌功能不及白色脂肪。然而，在棕色/米色脂肪组织中亦存在一些特异高表达的基因，有些可作为鉴定细胞表型的分子标记，有些则参与棕色/米色脂肪分化调控。研究发现，经典棕色脂肪中除了高表达UCP1外，还可特异性表达Cidea、Cox7α、Dio2和Elovl3等棕色脂肪功能基因[30]。解偶联蛋白1(UCP1)是实现棕色/米色脂肪耗能和产热的关键基因，是成熟棕色脂肪细胞的特异性标志，也是米色脂肪被激活的主要表现。Cidea(cell death-inducing DFFA-like effector a，细胞死亡诱导DNA碎片因子a)，属于CIDE家族蛋白，调控棕色脂肪组织脂质代谢及脂肪酸氧化。Cox7α(Cytochrome C oxidase 7α，细胞色素C氧化酶7α)，是电子传递链末端酶，在棕色脂肪产热过程中发挥作用。Dio2 (Type II Iodothyronine Deiodinas) 是Ⅱ型脱碘酶，能将细胞外T4转为为T3供给棕色脂肪分化[31]。Elovl3 (Elongation of very long chain fatty acids protein 3) 编码长链饱和与不饱和脂肪酸调节蛋白，在棕色脂肪分化早期，招募调控子内源性合成长链饱和脂肪酸调节棕色脂肪的生成[32]。

2.3.3 米色脂肪分子标记物 米色脂肪细胞含有不同于白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞的标志性基因，包括Tbx1，Slc27-a1，TMEM26，CD40，CD137和CITED1等[33-34]。TMEM26 (transmembrane protein 26) 是最早被确认为米色脂肪细胞标记的跨膜蛋白。Tbx1 (T-box l) 是一种T框蛋白转录调控因子，Slc27-a1 (solute carrier family 27 member 1) 是调控米色脂肪脂质代谢的标记分子。CD40，CD137参与细胞免疫反应和炎症反应，而CITED1 (Cbp/p300 interacting transactivator with Glu/Asp rich carboxy-terminal domain 1) 则是最近才被发现的新米色脂肪标志蛋白，但其功能还不十分清楚[35]。最新研究还发现，钾离子通道K3 (KCNK3，potassium two pore domain channel subfamily K member 3) 和线粒体肿瘤抑制因子1 (MTUS1，Mitochondrial tumor suppressor 1) 可能是人体内米色脂肪新的分子标记，在米色脂肪分化和产热功能的维持中发挥重要作用[36]。

2.3.4 白色、棕色、米色脂肪细胞分化调控 有些基因可同时表达于白色和棕色/米色脂肪中，对于脂肪细胞的形成及功能具有重要意义。PPAR是过氧化物酶体增殖剂激活受体，包含α、β(δ)、γ这三种亚型。大量研究证实，PPARγ可调控白色脂肪与棕色/米色脂肪分化，一方面，PPARγ可通过脂肪酸结合蛋白aP2，瘦素(Leptin)，脂联素(adiponectin)，葡萄糖转运体蛋白(Glut4)等参与白色脂肪细胞的分化调控，另一方面，PPARγ可促使PRDM16 (PR domain containing 16) 与PGC-1α形成转录复合物，诱导UCP1及棕色/米色化特征基因的表达[37]。PPARα 则主要调控成熟脂肪细胞UCP1基因的表达，被认为是棕色脂肪特异的标志基因。激动PPARα后，UCP1基因与PGC1α表达水平显著上调[38]。有研究报道：PPARβ(δ) 可能也参与了UCP1基因的表达调控[39]。PGC-1α是PPARγ 共激活物，可作为辅因子与PPARγ 形成复合物，作用于UCP1的启动子区域，诱导线粒体生成及UCP1表达[40]。PR结构域蛋白16(PRDM16)是棕色/米色脂肪细胞分化过程中最重要的转录调控因子，控制着各种前体细胞向棕色/米色脂肪分化的方向：在棕色脂肪前体，PRDM16可与PGC-1α、PGC-1β 结合并提高其转录活性，促进棕色脂肪细胞分化相关基因的表达[41]；在C2C12成肌细胞前体，PRDM16过表达可诱导成肌细胞向棕色脂肪转化[42]；在白色脂肪前体细胞，PRDM16不仅可与CtBP1 (C-terminal Binding Protein 1)、 CtBP2 (C-terminal Binding Protein 2) 形成复合物抑制白色脂肪分化基因表达，还可上调产热基因UCP1表达，诱导白色脂肪前体米色化[43]。

研究发现，寒冷、肾上腺素受体激动剂等刺激不仅可上调棕色/米色脂肪中UCP1、PRDM16的表达，多种参与棕色/米色脂肪分化调控的基因如神经调节蛋白4(Nrg4，Neuregulin 4)、成纤维细胞生长因子21 (FGF21，Fibroblast growth factor 21)、血管内皮生长因子(VEGF，vascular endothelial growth factor)等表达水平显著升高。神经调节蛋白4(Nrg4)属于表皮生长因子(EGF，Epidermal Growth Factor) 家族，可被诱导表达于棕色/米色脂肪中，通过结合并活化酪氨酸激酶 (ErbB3/ErbB4，erb-b2 receptor tyrosine kinase) 受体，诱导脂质分解[44]。成纤维细胞生长因子21(FGF21)可作用于酪氨酸激酶FGF受体参与代谢调控；寒冷或β3肾上腺素受体激动剂可升高棕色脂肪及皮下脂肪中FGF21水平，不仅增加脂肪酸酵解和葡萄糖异生，还可协同鸢尾素上调UCP1、PGC-1α 表达，促进白色脂肪米色化过程[45]；此外，FGF21还可作用于中枢神经系统调控脂肪组织交感神经活性间接促进米色脂肪产热[46]。血管内皮生长因子(VEGF)包含VEGFA 和VEGFB，VEGFA可通过诱导血管生成及棕色脂肪产热抑制高脂诱导的肥胖和代谢紊乱[47]；而VEGFB则可促进内皮细胞增殖和脂肪酸摄取48]。

3 与肥胖及相关疾病的关联

白色脂肪过度堆积是肥胖及相关代谢性疾病发生的重要病理机制。研究发现，代谢指标正常的肥胖者，脂肪多堆积于外周皮下部位，胰岛素敏感性、脂肪组织功能基本正常；而当皮下脂肪储能饱和，脂肪异位存积于内脏等处，可出现脂肪组织缺氧、血运不足，同时伴有炎症、纤维化、胰岛素抵抗与代谢异常，最终诱发糖尿病和心血管疾病[49]。临床研究证实，内脏脂肪大量堆积易诱发高三酰甘油血症、高胆固醇血症和低高密度脂蛋白胆固醇血症等脂质代谢紊乱，加之容易导致凝血纤溶系统功能失衡，可诱发动脉粥样硬化，加重心脏负荷，诱导心肌肥厚和心功能损害[50]。

产热脂肪活性增加是寒冷条件下适应性非颤栗产热的源泉，由于高表达UCP1，可损害线粒体氧化呼吸链，导致能量不能储存，以热能的形式消散，具有潜在的抵抗肥胖作用。研究发现，产热脂肪功能受损的小鼠可过度分泌促炎因子而诱发胰岛素抵抗和2型糖尿病[51]；高脂饮食诱导的胰岛素抵抗小鼠移植人工诱导的产热脂肪后，脂肪含量及体质指数BMI降低，糖耐量和胰岛素敏感性都得到显著改善[52]。上述研究提示，产热脂肪可作为控制肥胖及相关疾病的的潜在靶点。然而人体内的经典棕色脂肪具有较大的年龄与个体差异，其含量/活性随着年龄的增长逐渐减少，为通过激活棕色脂肪以治疗肥胖及相关代谢疾病带来难题[53]。而米色脂肪广泛分布于白色脂肪库，在冷刺激、交感神经兴奋等生理刺激下，可发挥与棕色脂肪相似的产热耗能作用，是健康成人体内主要的产热脂肪。研究报道，在小鼠动物模型中，诱导米色脂肪活性可抑制饮食诱导的体重增加，提高其血糖稳态[54]；体育锻炼亦可通过激活交感神经、刺激鸢尾素(Irisin)分泌等诱导白色脂肪米色化，有效改善肥胖、糖尿病及其他代谢性疾病状态[55-56]。因此，抑制白色脂肪分化成熟，诱导其向米色脂肪分化可能是未来肥胖及相关疾病防治的新方向。

表1三种脂肪细胞特点比较

特点白色脂肪细胞棕色脂肪细胞米色脂肪细胞分布皮下、内脏周围婴幼儿肩胛、肾周成人颈部、锁骨、腋窝、脊柱旁；白色脂肪库中含量机体绝大多数少量，随年龄增长而减少少量形态单室、大脂滴多室，小脂滴，大量线粒体单室/多室，小脂滴细胞系起源Myf5-Myf5+Myf5-分子标记物Tcf21、Hoxc8等Cidea、Cox7α、Dio2、Elovl3等Hoxc9、Slc27a1、CD137、TMEM26、CITED等功能储存能量产热耗能产热耗能产热能力无强弱分化与功能异常后与肥胖关联诱发肥胖及代谢性疾病对抗肥胖对抗肥胖

4 展 望

通过抑制白色脂肪细胞分化，减少脂质沉积而防治肥胖是相关研究领域的经典思路。近年来，随着对棕色/米色脂肪功能认识的加深，通过诱导肥胖者体内米色脂肪活性来抑制肥胖已逐渐成为肥胖及相关疾病研究领域的热点问题。文献报道，β3肾上腺素受体激动剂(CL316243 和BRL37344)、辣椒素、白藜芦醇等都能有效诱导体内产热脂肪活性[57-59]。然而，如何针对诱导产热脂肪形成，开发特异性更好，副作用更小的药物仍是当前肥胖研究领域的一大难题。聚焦白色、棕色及米色脂肪的生物学特性及调控机制等方面的差异，有助于筛选特异性靶点，为肥胖及其相关代谢疾病的防治开辟新思路。

[1] Roman S，Agil A，Peran M，et al.Brown adipose tissue and novel therapeuti approaches to treat metabolic disorders[J].Transl Res，2015，165(4):464-479.

[2] Park A，Kim WK，Bae KH.Distinction of white，beige and brown adipocytes derived from mesenchymal stem cells[J].World J Stem Cells，2014，6(1):33-42.

[3] Sugihara M，Oka R，Sakurai M，et al.Age-related changes in abdominal fat distribution in Japanese adults in the general population[J].Intern Med，2011，50(7):679-685.

[4] van der Leeuw J，Wassink AM，van der Graaf Y，et al.Age-related differences in abdominal fat distribution in premenopausal and postmenopausal women with cardiovascular disease[J].Menopause，2013，20(4):409-417.

[5] Sanchez-Gurmaches J，Guertin DA.Adipocytes arise from multiple lineages that are heterogeneously and dynamically distributed[J].Nat Commun，2014，19(5):4099.

[6] Rosen ED，Spiegelman BM.What we talk about when we talk about fat[J].Cell，2014，156(1-2):20-44.

[7] Cypess AM，White AP，Vernochet C，et al.Anatomical localization，gene expression profiling and functional characterization of adult human neck brown fat[J].Nat Med，2013，19 (5):635-639.

[8] Billon N，Dani C.Developmental origins of the adipocyte lineage:new insights from genetics and genomics studies[J].Stem Cell Rev，2012，8(1):55-66.

[9] Sidossis L，Kajimura S.Brown and beige fat in humans:thermogenic adipocytes that control energy and glucose homeostasis[J].J Clin Invest，2015，125(2):478-486.

[10] Sanchez-Gurmaches J，Hung CM，Sparks CA，et al.PTEN loss in the Myf5 lineage redistributes body fat and reveals subsets of white adipocytes that arise from Myf5 precursors[J].Cell Metab，2012，16(3):348-362.

[11] Cinti S.The adipose organ at a glance[J].Dis Model Mech，2012，55(5):588-594.

[12] Shinoda K，Luijten IH，Hasegawa Y，et al.Genetic and functional characterization of clonally derived adult human brown adipocytes[J].Nat Med，2015，21(4):389-394.

[13] Sharp LZ.Shinoda K.Ohno H，et al.Human BAT possesses molecular signatures that resemble beige/brite cells[J].PloS One，2012，7(11):e49452.

[14] Sanchez-Gurmaches J ，Guertin DA.Adipocyte lineages:Tracing back the origins of fat[J].Biochim Biophys Acta，2014，1842(3):340-351.

[15] Park A，Kim WK，Bae KH.Distinction of white，beige and brown adipocytes derived from mesenchymal stem cells[J].World J Stem Cells，2014，6(1):33-42.

[16] Yau SW，Russo VC，Clarke IJ，et al.IGFBP-2 inhibits adipogenesis and lipogenesis in human visceral，but not subcutaneous adipocytes[J].Int J Obes，2015，39(5):770-781.

[17] Titov VN.Phylogenesis of function of trophology，Functional difference between visceral fat cells and subcutaneous adipocytes[J].Vopr Pitan，2015，84(1):15-24.

[18] Bartelt A，Bruns OT，Reimer R，et al.Brown adipose tissue activity controls triglyceride clearance[J].Nat Med，2011，17(2):200-205.

[19] Bartelt A，Merkel M，Heeren J.A new，powerful player in lipoprotein metabolism:brown adipose tissue[J].J Mol Med (Berl)，2012，90(8):887-893.

[20] Russell ST，Tisdale MJ.Role of β-adrenergicreceptors in the anti-obesity and anti-diabetic effects of zinc-α2-glycoprotien (ZAG)[J].Biochim Biophys Acta，2012，1821(4):590-599.

[21] Nedergaard J，Cannon B.UCP1 mRNA does not produce heat[J].Biochim Biophys Acta，2013，1831(5):943-949.

[22] Yu Z，Han S，Cao X，et al.Genetic polymorphisms in adipokine genes and the risk of obesity:a systematic review and meta-analysis[J].Obesity (Silver Spring) ，2012，20(2):396-406

[23] Popovic DS，Tomic-Naglic D，Stokic E.Relation of resistin，leptin and adiponectin-trinity of adipose tissue dysfunction assessment[J].Eur J Intern Med，2014，25(6):e80-e81.

[24] Du J，Li R，Xu L，et al.Increased Serum Chemerin Levels in Diabetic Retinopathy of Type 2 Diabetic Patients[J].Curr Eye Res，2016，41(1):114-120.

[25] Akbarzadeh S，Nabipour I，Jafari SM，et al.Serum visfatin and vaspinlevels in normoglycemic first-degree relatives of Iranian patients with type 2 diabetes mellitus[J].Diabetes Res Clin Pract，2012，95(1):132-138.

[26] Molica F，Morel S，Kwak BR，et al.Adipokines at the crossroad between obesity and cardiovascular disease[J].Thromb Haemost，2015，113(3):553-566.

[27] Ahirwar AK，Jain A，Goswami B，et al.Imbalance between protective (adiponectin) and prothrombotic (Plasminogen Activator Inhibitor-1) adipokines in metabolic syndrome[J].Diabetes Metab Syndr，2014，8(3):152-155.

[28] Waldén TB,Hansen IR,Timmons JA，et al.Recruited vs.nonrecruited molecular signatures of brown，"brite," and white adipose tissues[J].Am J Physiol Endocrinol Metab，2012，302(1):E19-E31.

[29] de Jong JM，Larsson O，Cannon B，et al.A stringent validation of mouse adipose tissue identity markers[J].Am J Physiol Endocrinol Metab，2015，308(12):E1085-E1105.

[30] Lau P，Tuong ZK，Wang SC，et al.Rorα deficiency and decreased adiposity are associated with induction of thermogenic geneexpression in subcutaneous white adipose and brown adipose tissue[J].Am J Physiol Endocrinol Metab，2015，308(2):E159-E171.

[31] Martinez-deMena R，Calvo RM，Garcia L，et al.Effect of glucocorticoids on the activity，expression and proximal promoter of type II deiodinase in rat brown adipocytes[J].Mol Cell Endocrinol，2016，428:58-67.

[32] Taube M，Andersson-Assarsson JC，Lindberg K，et al.Evaluation of reference genes for gene expression studies in human brown adipose tissue[J].Adipocyte，2015，4(4):280-285.

[33] Jespersen NZ，Larsen TJ，Peijs L，et al.A classical brown adipose tissue mRNA signature partly overlaps with brite in the supraclavicular region of adult humans[J].Cell Metab，2013，17(5):798-805.

[34] Wu J，Bostr m P，Sparks LM，et al.Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human[J].Cell，2012，150(2):366-376.

[35] Gburcik V，Cawthorn WP，Nedergaard J，et al.An essential role for Tbx15 in the differentiation of brown and "brite" but not white adipocytes[J].Am J Physiol Endocrinol Metab，2012，303(8):E1053-E1060.

[36] Shinoda K,Luijten IH,Hasegawa Y，et al.Genetic and functional characterization of clonally derived adult human brown adipocytes[J].Nat Med，2015，21(4):389-394.

[37] Polvani S，Tarocchi M，Tempesti S，et al.Peroxisome proliferator activated receptors at the crossroad of obesity，diabetes，and pancreatic cancer[J].World J Gastroenterol，2016，22(8):2441-2459.

[38] Rosell M,Hondares E,Iwamoto S,et al.Peroxisome proliferator-activated receptors-α and -γ，and cAMP-mediated pathways，control retinol-binding protein-4 gene expression in brown adipose tissue[J].Endocrinology，2012，153(3):1162-1173.

[39] Mottillo EP，Bloch AE，Leff T，et al.Lipolytic products activate peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) α and δ in brown adipocytes to match fatty acid oxidation with supply[J].J Biol Chem，2012，287(30):25038-25048.

[40] Uldry M，Yang W，St-Pierre J，et al.Complementary action of the PGC-1 coactivators in mitochondrial biogenesis and brown fat differentiation[J].Cell Metab，2006，3(5):333-341.

[41] Becerril S,Gómez-Ambrosi J,Martín M，et al.Role of PRDM16 in the activation of brown fat programming.Relevance to the development of obesity[J].Histol Histopathol,2013，28(11):1411-1425.

[42] Li X，Wang J，Jiang Z，et al.Role of PRDM16 and its PR domain in the epigenetic regulation of myogenic and adipogenic genes during transdifferentiation of C2C12 cells[J].Gene，2015，570(2):191-198.

[43] Kajimura S，Seale P，Tomaru T，et al.Regulation of the brown and white fat gene programs through a PRDM16/CtBP transcriptional complex[J].Genes Dev，2008，22(10):1397-1409.

[44] Wang GX，Zhao XY， Meng ZX，et al.The brown fat-enriched secreted factor Nrg4 preserves metabolic homeostasis through attenuation of hepatic lipogenesis[J].Nat Med，2014，20(12):1436-1443.

[45] Fisher FM,Kleiner S,Douris N,et al.FGF21 regulates PGC-1alpha and browning of white adipose tissues in adaptive thermogenesis[J].Genes Dev，2012，26(3):271-281.

[46] Owen BM，Ding X，Morgan DA，et al.FGF21 acts centrally to induce sympathetic nerve activity，energy expenditure and weight loss[J].Cell Metab，2014，20(4):670-677.

[47] Elias I，Franckhauser S，Ferré T，et al.Adipose tissue overexpression of vascular endothelial growth factor protects against diet-induced obesity and insulin resistance[J].Diabetes，2012，61(7):1801-1813.

[48] Sun K,Kusminski CM,Luby-Phelps K，et al.Brown adipose tissue derived VEGF-A modulates cold tolerance and energy expenditure[J].Mol Metab，2014，3(4):474-483.

[49] Lim JS，Choi YJ，Kim SK，et al.Optimal waist circumference cutoff value based on insulin resistance and visceral obesity in koreans with Type 2 Diabetes[J].Diabetes Metab J，2015，39(3):253-263.

[50] Abbasi SA，Hundley WG，Bluemke DA，et al.Visceral adiposity and left ventricular remodeling:The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis[J].Nutr Metab Cardiovasc Dis，2015，25(7):667-676.

[51] Gómez-Hernández A，Otero YF，de las Heras N，et al.Brown fat lipoatrophy and increased visceral adiposity through a concerted adipocytokines overexpression induces vascular insulin resistance and dysfunction[J].Endocrinology,2012，153(3):1242-1255.

[52] Stanford KI，Middelbeek RJ，Townsend KL，et al.Brown adipose tissue regulates glucose homeostasis and insulin sensitivity[J].J Clin Invest，2013，123(1):215-223，

[53] Nedergaard J，Cannon B.The changed metabolic world with human brown adipose tissue:Therapeutic visions[J].Cell Metab，2010，11(4):268-272.

[54] Min SY，Kady J，Nam M，et al.Human 'brite/beige' adipocytes develop from capillary networks，and their implantation improves metabolic homeostasis in mice[J].Nat Med，2016，22(3):312-318.

[55] Bostrom P，Wu J，Jedrychowski MP，et al.A PGC1-alpha-dependent myokine that drives brown-fatlike development of white fat and thermogenesis[J].Nature，2012，481(7382):463-468.

[56] Xu X，Ying Z，Cai M，et al.Exercise ameliorates high-fat diet-induced metabolic and vascular dysfunction，and increases adipocyte progenitor cell population in brown adipose tissue[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2011，300(5):R1115-R1125.

[57] Yoneshiro T，Aita S，Kawai Y，et al.Nonpungent capsaicin analogs (capsinoids) increase energy expenditure through the activation of brown adipose tissue in humans[J].Am J Clin Nutr，2012，95(4):845-850.

[58] Mercader J，Palou A，Bonet ML.Resveratrol enhances fatty acid oxidation capacity and reduces resistin and Retinol-Binding Protein 4 expression in white adipocytes[J].J Nutr Biochem，2011，22(9):828-834.

[59] Xiao C，Goldgof M，Gavrilova O，et al.Anti-obesity and metabolic efficacy of the β3-adrenergic agonist,CL316243，in mice at thermoneutrality compared to 22°C[J].Obesity，2015，23(7):1450-1459.

10.15972/j.cnki.43-1509/r.2016.05.025

2016-04-12；

2016-05-13

湖南省自然科学基金资助项目(2015JJ3140).

*通讯作者，E-mail:yzhichun@126.com.

R363

A

秦旭平)

名词概念介绍

CRISPR/Cas9

CRISPR/Cas9是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御，可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。当外源DNA入侵细菌时，其CRISPR系统会特异性地捕获一段被称为proto-spacers的外源DNA序列插入到前导序列与间隔重复序列之间，并伴随一次重复片段的复制，这样就形成了一段新的重复单元，这些重复单元就是细菌特异性免疫的结构基础。之后，形成的重复单元会被转录形成前体CRISPRRNA(Pre-crRNA)，在核糖核酸酶(RNase)Ⅲ的作用下成熟。成熟的crRNA与tracrRNA通过碱基配对形成双链RNA结构，并进一步与Cas9蛋白结合形成靶向切割复合体对外源DNA进行特异切割，达到识别和降解外源DNA的目的。在此基础上，人们可以对基因组的特定位点进行基因打靶、基因定点插入、基因修复等各种遗传操作。Makarova等根据适应阶段的高度保守性及表达和干扰阶段的差异性，将CRISPR系统分为3大类型：Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。其中，Ⅰ型和Ⅲ型CRISPR系统介导外源DNA降解过程中需要多种Cas蛋白参与反应，形成的切割复合体结构复杂，Ⅱ型系统组分较为简单，只需要一个Cas9蛋白来切割DNA双链。

(杨丽 供稿)