一种调节脂解和脂肪酸氧化代谢的方法技术

本发明专利技术涉及生物制药、减肥美容和健身塑形领域。本发明专利技术公开并提供一种促进哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化代谢的方法，以及一种下调哺乳动物体内脂肪含量及体重的方法，以及一种增加细胞内cAMP浓度、提高激素敏感酯酶HSL的磷酸化程度及活性、增强PPARα转录活性以及提高参与脂肪酸β氧化过程的酶的活性的方法，该方法是通过上调Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化来实现的。本发明专利技术还公开了上调Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化的方法为：模拟Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化的基因对应的蛋白的表达来实现的或者用能够提高Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化水平的物质来处理和作用于哺乳动物或者哺乳动物来源细胞实现的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属生物制药领域，具体涉及一种调节脂解和脂肪酸氧化代谢的方法和用途。
技术介绍
甘油三酯(TG)是哺乳动物细胞能量储存的主要形式。当能量摄入超过能量消耗，多余的能量将会以甘油三酯的形式储存于脂肪细胞以及含有脂肪细胞的组织和肝脏等器官中，长期以来会最终导致脂肪细胞能量积累以及肥胖。动物脂肪细胞的脂解是个复杂过程，其受各种激素和生理信号共同调控，这种调控的失衡可导致肥胖和相关疾病。脂肪细胞中甘油三酯的降解是一个精细的调节过程，与维持细胞或者机体能量的动态平衡和代谢健康密切相关。脂解活性降低可促进脂肪组织甘油三酯的积累，过度脂解可能导致脂肪营养障碍综合征，脂肪组织甘油三酯的降低或重新分配，导致循环脂肪酸浓度高和甘油三酯的异位贮存。甘油三酯的脂解作用至少被三种酶催化：脂肪细胞甘油三酯酶(ATGL)主要催化甘油三酯的第一个酯键水解，产生的二酰基甘油被激素敏感酯酶(HSL)催化产生单酰基甘油，单酰基甘油被单酰基甘油酯酶(MGL)催化(JaworskiK等人，2007，AmJPhysiolGastrointestLiverPhysiol293:1-4)。脂肪细胞中ATGL和HSL是最重要的脂解酶，共同控制小鼠白色脂肪组织中甘油三酯95％的水解活性(SchweigerM等人，2006，JBiolChem281:40236-40241)。脂解生成的脂肪酸可释放入血，与白蛋白结合形成脂酸白蛋白运输至其它组织被利用。脂肪酸的分解是以氧化的形式进行的，而氧化的方式有α-氧化，β-氧化和ω-氧化，其中β-氧化是主要的方式。HSL作为经典脂肪分解限速酶，作用底物几乎包括了除磷脂以外大多数酯，包括甘油三酯、二酰基甘油、单酰基甘油、胆固醇酯和视黄酯，其被认为是脂解作用调控酶，水解甘油三酯产生单酰基甘油，单酰基甘油在其水解酶作用下彻底水解。磷酸化的HSL是其活性形式，其激活依赖于cAMP-PKA途径。HSL基因敲除鼠并未表现出肥胖，并且其脂肪组织具有甘油三酯水解活性(FortierM等人，2004，AmJPhysiolEndocrinolMetab287：282-288；HaemmerleG等人，2002，JBiolChem277:4806-4815)。水解产物二酰基甘油在白色脂肪组织、棕色脂肪组织、肌肉和睾丸中积累(HaemmerleG等人，2002，JBiolChem277:4806-4815)。这些结果表明，HSL是脂肪组织和肌肉中二酰基甘油水解的限速酶。脂解反应发生时，ATGL催化的反应对TG第一个脂肪酸的水解具有专一性，并产生DG，DG的利用依赖于细胞的代谢状态(LassA等人，2006，CellMetabolism3(5)：309-31)。在需能的情况下，儿茶酚胺与β-肾上腺素受体结合，G蛋白介导的信号活化腺苷酸环化酶。高水平的环腺苷酸(cAMP)活化PKA，PKA进一步磷酸化HSL和PerilipinA。磷酸化的PerilipinA通过改变构象促进磷酸化HSL从胞液易位至脂滴表面，磷酸化的HSL靠近磷酸化的PerilipinA，能与脂肪滴中的TG和DG底物结合。DG进一步被HSL水解为单酰基甘油(MG)和脂肪酸(FA)，MG在单酰甘油酯酶作用下水解为甘油和FA，脂肪酸和甘油离开脂肪细胞并进入循环。大量研究表明，营养和激素等因子调控着脂肪组织中脂肪的降解(JaworskiK等人，2007，AmJPhysiolGastrointestLiverPhysiol293:1-4；LassA等人，2006，CellMetabolism3(5)：309-31)。在饲喂状态下，胰岛素通过引起HSL脱磷酸化和磷酸二酯酶活化，降低cAMP水平，进而抑制脂解(CarmenGY等人，2006，CellSignal18:401-408；LanginD等人，2006，PharmacolRes53(6)：482-491)。过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)作为一种核受体，可调控多种核内基因的表达，其编码的蛋白质和其他的核受体具有相似的功能区和结构区。现已发现PPARs存在三种不同的亚型，分别命名为PPARα、PPAPβ以及PPARγ。该三种亚型的结构相似，但组织分布具有差异性，其中PPARα亚型主要分布在脂肪酸氧化率较高的心脏、肝脏、肾脏和骨骼肌细胞中(IssemannI等人，1990，Nature347(6294):645-650)。PPARα对脂肪酸代谢具有重要调控作用，可促进细胞对脂肪酸的摄取、转运、活化和β氧化。PPARα及其激动剂具有消除脂代谢障碍、改善胰岛素抵抗和逆转心肌肥厚等作用，具有保护心血管的作用。活化后的PPARα后与PPRE相结合，可激活乙酰辅酶A合成酶和脂肪酸转运蛋白的表达，并活化肉毒碱酯酰转移酶-1(CPT-1)，提高脂肪酸摄取、转运和氧化等方面的效率，进而促进脂肪酸的β氧化，提高脂代谢，为机体提供更多能量。PPARα基因缺失的小鼠出现肥胖及脂肪细胞变大等表型(CostetP等人，1998，JBiolChem273(45):29577-29585；KnaufC等人，2006，Endocrinology147:4067-4078)。细胞脂代谢异常是导致肥胖、非酒精性脂肪肝等代谢综合症的主要病理因素。无论在发达国家还是发展中国家,肥胖的流行正在全世界范围内迅速增长。因此，针对脂代谢过程中的关键转录因子或者催化酶，有效促进甘油三酯的脂解过程，提高脂肪酸的氧化速度，将是治疗肥胖症及其相关疾病的重要靶点之一和治疗关键及难点。FADD(Fas-associateddeathdomainprotein，Fas相关死亡结构域蛋白)细胞凋亡信号通路中的重要衔接蛋白，介导Fas及其它死亡受体引起的凋亡信号通路。1995年，Dixit和Wallach两个研究小组利用酵母双杂交系统，几乎同时发现了人和小鼠FADD/MORT1基因(ChinnaiyanAM等人，1995，Cell81(4):505-512；BoldinMP等人，1995，JBiolChem270(14)：7795-7798)。人源的FADD基因约3.6kb，包含两个外显子(分别为286bp和341bp)和一段2kb的相隔其间的内含子。该基因位于11号染色体的长臂上(11q13.3)(KimPK等人，1996，JImmunol157(12):5461-5466)，FADD与同位于11q13的1型糖尿病易感位点(IDDM4)共定位(EckenrodeS等人，2000，HumGenet106(1):14-18；NakagawaY等人，1998，AmJHumGenet63(2):547-556)，因此，FADD基因的突变可能会影响胰岛素依赖的糖尿病的发生。人和小鼠FADD基因分别编码208个和205个氨基酸组成的FADD蛋白。人和小鼠FADD蛋白68％氨基酸残基完全相同，在蛋白质的一级结构上同源程度高达80％。人和小鼠FADD蛋白均分别包括3个结构域：死亡结构域(deathdomain，DD)，死亡效应结构域(deatheffectdomain,DED)，和C-末端结构域(C-terminaldomain，CTD)。死亡效应结构域DED由约76个氨基酸残基组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种促进哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化代谢的方法，或者下调哺乳动物体内脂肪含量及体重的方法，或者增加细胞内cAMP浓度、提高激素敏感酯酶HSL的磷酸化程度及活性、增强PPARα转录活性以及提高参与脂肪酸β氧化过程的酶的活性的方法，其特征为：所述方法是通过上调哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化来实现的。

【技术特征摘要】
1.一种促进哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化代谢的方法，或者下调哺乳动物体内脂肪含量及体重的方法，或者增加细胞内cAMP浓度、提高激素敏感酯酶HSL的磷酸化程度及活性、增强PPARα转录活性以及提高参与脂肪酸β氧化过程的酶的活性的方法，其特征为：所述方法是通过上调哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化来实现的。2.如权利要求1所述的一种促进哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化代谢的方法，或者下调哺乳动物体内脂肪含量及体重的方法，或者增加细胞内cAMP浓度、提高激素敏感酯酶HSL的磷酸化程度及活性、增强PPARα转录活性以及提高参与脂肪酸β氧化过程的酶的活性的方法，其特征为：所述上调哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化是通过模拟Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化的基因对应的蛋白的表达来实现的。3.如权利要求2所述的一种促进哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化代谢的方法，或者下调哺乳动物体内脂肪含量及体重的方法，或者增加细胞内cAMP浓度、提高激素敏感酯酶HSL的磷酸化程度及活性、增强PPARα转录活性以及提高参与脂肪酸β氧化过程的酶的活性的方法，其特征为：所述模拟Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化的基因对应的蛋白是指将野生型Fas相关死亡结构域蛋白的第194位丝氨酸突变为天冬氨酸或者谷氨酸之后获得的蛋白。4.如权利要求1所述的一种促进哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化代谢的方法，或者下调哺乳动物体内脂肪含量及体重的方法，或者增加细胞内cAMP浓度、提高激素敏感酯酶HSL的磷酸化程度及活性、增强PPARα转录活性以及提高参与脂肪酸β氧化过程的酶的活性的方法，其特征为：所述上调哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化是通过用能够提高哺乳动物或者哺乳动物来源细胞Fas相关死亡结构域蛋白磷酸化水平的物质来处理和作用于哺乳动物或者哺乳动物来源细胞实现的。5.如权利要求1-4任意一项所述的一种促进哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化代谢的方法，或者下调哺乳动物体内脂肪含量及体重的方法，或者增加细胞内cAMP浓度、提高激素敏感酯酶HSL的磷酸化程度及活性、增强PPARα转录活性以及提高参与脂肪酸β氧化过程的酶的活性的方法，其特征为：所述哺乳动物为小鼠或者人。6.如权利要求1-4任意一项所述的一种促进哺乳动物或者哺乳动物来源细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化代谢的方法，或者下调哺乳动物体内脂肪含量及体重的方法，或者增加细胞内cAMP浓度、提高激素敏感酯酶HSL的磷酸化程度及活性、增强PPARα转录活性以及提高参与脂肪酸β氧化过程的酶的活性的方法，其特征为：所述参与脂肪酸β氧化过程的酶包括过氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：华子春，庄红芹，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32