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3 脂肪酸結合蛋白對脂肪代謝調控機制 3.1 FABP對脂肪酸吸收的影響 轉染H-FABP cDNA的3T3前脂肪細胞和COS-7細胞不改變對脂肪酸的吸收;小鼠缺乏A-FABP不影響脂肪組織吸收脂肪酸,但影響甘油三酯的合成和分泌,影響營養性肥胖誘導的胰島素抗性的產生。A-FABP可能參與腫瘤壞死因子-α(TNF-α)基因的表達。經A-FABP轉染的中國倉鼠卵巢細胞對油酸的吸收提高了1.5~2倍,并發現了脂肪酸的較高酯化;經L-FABP cDNA和I-FABP cDNA轉染的成纖維細胞中,油酸的酯化增加;轉染大鼠H-FABP cDNA的成肌細胞也顯著提高了對脂肪酸的吸收和酯化;而牛H-FABP在酵母的表達不影響脂肪酸、磷脂的合成。這些報道說明FABP對脂肪酸吸收的影響與FABP類型和細胞類型有關。 3.2 FABP對脂肪酸代謝的調節 FABP對脂肪酸及其CoA衍生物親和力的差異可能使細胞在不同條件下能夠靈活地調節脂肪酸的代謝。據一些實驗推測,調節作用包括:影響細胞內信號轉導和基因轉錄;改變細胞內氧化還原電位;改變細胞內與代謝相關酶的活性;增加脂肪酸在膜間的擴散。有實驗表明,FABP可保護膜內多不飽和脂肪酸,防止其被過氧化。這個實驗還提示FABP通過降低脂氧合酶的活性,使脂肪酸不易被氧化,進而達到調節的目的。但也有相反的報道,鼠被禁食12~48h后 FABP在紅肌纖維的含量增加60%,而在白肌纖維的含量幾乎沒有改變。兩種骨骼肌FABP的含量有顯著差異。紅肌纖維有較強的氧化脂肪酸的能力,說明 FABP與脂肪酸在紅肌纖維內的利用有關。FABP可能誘導脫氫酶的活性,使脂肪酸代謝加快。這一結果與上述的降低酶活性似有矛盾,但正是這種不同組織、不同條件下FABP有不同的活性,才能使脂肪酸的代謝有序進行。 3.3 豬脂肪酸結合蛋白基因的表達與調控 H-FABP主要在心肌、骨骼肌表達,豬的H-FABP基因最早由Fournier等分離,Gerbens等通過與人H-FABP cDNA噬斑雜交,含有豬H-FABP基因的λ噬菌體被分離出來,確定了其基因序列含有1.6kb的5′-上游調控區域和0.2kb的3′-非轉錄區。 Gerbens等利用限制性內切酶對850bp和700bp兩個PCR產物進行分析,發現了3種位于H-FABP基因的限制性長度多態性片段(RFLP) 存在差異,其中一種位于5′-上游調控區域,兩種位于第2內含子內。Gerbens等以杜洛克豬為供試群體,試驗結果表明,在Hinf I-RFLP同型的單倍體之間,IMF含量顯著,約達0.3%。Gerbens等報道豬H-FABP基因RFLP多態性對IMF含量有顯著關系(0.4%,P<0.05),對生長也相關(2.4kg,P<0.1),豬H-FABP基因定位在第6號染色體上,位于磷酸葡糖酸脫氫酶(PGD)基因附近,在這個染色體區域的基因對豬的一些特性有調節作用,如在杜洛克豬中,PGD基因與豬肉的緊密評分有關,還與平均日增重有關,目前還沒有人報道在第6號染色體上有基因或標記影響IMF含量。不過Leptin受體基因(LEPR)也位于第6號染色體上,這個基因也可能是一個與肥胖變化有關的潛在候選基因。但Gerbens等認為影響IMF主要還是歸因于H-FABP本身。 3.4 FABP基因的脂肪酸調控 在細胞內,脂肪酸變化與FABP表達有明顯的關系。比如小腸的FABP明顯受采食的脂肪調控,在大鼠從哺乳到斷奶的過渡時期,即當高碳食物代替高脂食物時,腸的L-FABP mRNA下降一半,而I-FABP沒有大幅度下降;通過對大鼠進食高脂食物和禁食3d分別進行測定,后者I-FABP和L-FABP mRNA含量增加了2倍,相反采食高脂食物的大鼠,其I-FABP mRNA含量僅略有增加,表明采食的脂肪酸水平對I型、L型基因在鼠小腸的表達有調控作用。研究表明,長鏈脂肪酸對A-FABP基因的表達具有誘導作用。其誘導機制有兩種:一是長鏈脂肪酸能加強A-FABP基因的轉錄增強子結合蛋白Fral的基因轉錄,進而間接促進A-FABP基因轉錄;二是長鏈脂肪酸能增加Fral mRNA和A-FABP mRNA的穩定性,如油酸能使前脂肪細胞內Fral和A-FABP的mRNA水平升高20倍,其它脂肪酸也有誘導作用,而短鏈和中鏈脂肪酸則無誘導作用。 4 問題與展望 盡管FABP已發現多年,但它的確切功能、轉運脂肪酸的機制還不完全清楚,尤其是有關FABP基因影響肌內脂肪沉積的研究還剛剛起步,其作用機制也有待進一步研究。FABP還與心臟病、糖尿病、癌癥等一些疾病有關,但其作用機制尚不清楚,仍在研究之中。總之,弄清FABP的功能對動物營養和人類健康都具有重要的現實意義。
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