備課素材：水通道蛋白7與肥胖 高一上學期生物人教版必修1

水通道蛋白7與肥胖肥胖發(fā)生的根本原因是能量攝入大于能量消耗，脂肪組織作為能量蓄積的主要器官，在肥胖研究中越來越受重視。最近研究發(fā)現，水通道蛋白7作為脂肪組織介導甘油釋放的重要通道，在保持機體能量平衡和葡萄糖穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著重要重用，還與機體脂肪細胞、脂肪組織的形態(tài)、生理變化及肥胖的形成密切相關。但是，水通道蛋白7在肥胖發(fā)生中的作用還沒有被完全認識清楚。水通道蛋白是介導水分子穿透細胞膜的蛋白通道的總稱，共有13種。水通道蛋白又可以根據它們的滲透特征分為水通道蛋白和水甘油通道蛋白。水通道蛋白3、水通道蛋白7、水通道蛋白9和水通道蛋白10屬于水甘油通道蛋白亞組，因為它們既能介導細胞對水的運輸，又能介導對甘油等其他一些小分子溶質的運輸。水通道蛋白7是目前發(fā)現的脂肪細胞內唯一的水甘油通道蛋白。水通道蛋白7的基因最早是從人的脂肪細胞中克隆成功，后來在小鼠和大鼠中也獲得了其同源序列，所以水通道蛋白7又稱為脂肪水通道。

有研究發(fā)現，水通道蛋白7基因敲除小鼠發(fā)生了成年期肥胖。3T3-L細胞的研究結果也顯示，水通道蛋白7的過表達可以促進

PKB的磷酸化，改善脂肪細胞的胰島素抵抗。以上結果提示水通道蛋白7可能參與了肥胖的發(fā)生，但是目前仍缺乏相關的報道。高脂膳食下，并非所有人都發(fā)胖高脂飲食是肥胖發(fā)生的重要危險因素，但高脂飲食條件下，并不是所有的個體都發(fā)生肥胖，其中有一部分個體表現出了肥胖抵抗。因此有研究通過建立高脂膳食誘導的肥胖和肥胖抵抗大鼠，檢測肥胖和肥胖抵抗大鼠脂肪組織中水通道蛋白7的表達，探討脂肪組織中水通道蛋白7的表達與高脂膳食誘導的肥胖發(fā)生的關系，進一步闡明肥胖發(fā)生的機制。研究方法為：用8只連續(xù)8周高脂膳食食品組大鼠定義為OP組大鼠，8只大鼠被定義為OR組大鼠。各組大鼠的體重在實驗開始時差異無統(tǒng)計學意義，隨著喂養(yǎng)時間的推移大鼠體重逐漸增加，第3周至實驗結束。OP組的體重顯著大于OR組和對照組，OR組與對照組的體重相比差異無統(tǒng)計學意義。OP組大鼠的體脂含量也顯著高于OR組和對照組大鼠，OR組與對照組相比也顯著增加。研究的結果顯示，肥胖易感大鼠的體重、體脂含量和脂肪細胞體積與肥胖抵抗和對照組大鼠相比顯著增加，說明肥胖易感和肥胖抵抗大鼠模型建立成功。對脂肪組織水通道蛋白7的mRNA表達進行分析發(fā)現，肥胖易感大鼠水通道蛋白的表達顯著高于肥胖抵抗對照組大鼠。

研究者對肥胖女性與體重正常女性的內臟和皮下脂肪組織水通道蛋白7表達水平進行比較也發(fā)現，肥胖者皮下組織和內臟的水通道蛋白7mRNA含量較體重正常者增高。研究者在檢測到肥胖者內臟脂肪細胞水通道蛋白7mRNA水平，與正常組相比有增高趨勢。肥胖小鼠附睪脂肪的水通道蛋白7mRNA表達是增高的，以上與實驗結果一致，進一步說明水通道蛋白7的表達與肥胖密切相關。

但也有研究顯示，敲除水通道蛋白7小鼠發(fā)生成年型肥胖，而增加水通道蛋白7的表達則可以促進脂肪細胞甘油的釋放并改善胰島素抵抗，與實驗結果不一致。這可能與以下原因有關：第一，肥胖個體脂肪細胞油滴的基礎脂肪分解率是有所增加的，而隨著脂肪分解率增加，脂肪組織就會釋放更多的甘油和FFA，水通道蛋白7隨之代償性增多。本次研究結果也發(fā)現，肥胖易感組的TC和TG水平與對照組和肥胖抵抗組相比較有顯著增加。研究者對2

型糖尿病動物模型OLETF大鼠腎周脂肪組織水通道蛋白7的表達研究發(fā)現，水通道蛋白7mRNA與蛋白表達在糖尿病初期18周時增高，隨糖尿病加重和肥胖程度加重，到28周卻出現下降趨勢。以上研究提示肥胖易感組水通道蛋白7的表達增加可能與代償有關。第二，早期研究發(fā)現胰島素可以抑制水通道蛋白7的表達，結果顯示，肥胖易感組的胰島素含量顯著高于肥胖抵抗組和對照組，但是HOMA—IR和OGTF的結果提示肥胖組大鼠存在著嚴重的胰島素抵抗。由此推測，肥胖組的水通道蛋白

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的表達增加可能與肥胖易感大鼠胰島素調節(jié)受損相關，具體的分子機制有待于進一步的探討。

綜上所述，水通道蛋白7

的基因表達在肥胖易感和肥胖抵抗大鼠中存在著顯著差異，提示水通道蛋白7與肥胖的發(fā)生密切相關。在肥胖易感和肥胖抵抗大鼠模型建立的過程中，動態(tài)觀察脂肪組織水通道蛋白7的表達變化。進一步探討水通道蛋白7與