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蛋白磷酸酶5(protein phosphatase 5,PP5)是一种广泛表达的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶,在细胞生长、增殖、分化、迁移以及胁迫条件下细胞的生存等多个方面发挥着重要作用。实验中发现PP5基因敲除小鼠的体重较野生型轻,体型也较小。进一步以PP5基因敲除小鼠(PP5 KO)为模型,较为深入地研究了PP5在脂肪代谢和骨发育中的作用。首先对高脂饲养WT和PP5 KO小鼠体重进行了动态检测,MRI检测小鼠体内脂肪的分布,HE和油红O染色对小鼠肝脏组织进行病理学和组织化学分析,利用体外诱导WT和KO小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblast cells,MEF)脂肪分化,利用western blotting和realtime-PCR研究了PP5基因对脂肪分化及脂代谢相关通路基因的调控。同时为探究PP5在骨分化方面的作用,首先对WT和KO小鼠的体重及股骨长度进行测量分析;利用HE染色、CT扫描分别对WT和KO小鼠股骨组织结构进行比较分析;利用生物力学仪检测了WT和KO小鼠股骨应力的差异;利用体外诱导小鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)成骨分化、利用siRNA干扰前成骨细胞系MC3T3-E1 PP5基因的表达,研究PP5对骨分化的影响;利用western blotting、realtime-PCR和免疫组化技术研究了PP5基因对骨发育调控通路相关基因的调控。主要结果如下:1.与WT对照小鼠相比,高脂饲喂的PP5 KO小鼠体重显著减轻且体重增加显著变慢;肝脏中脂滴数量显著减少,且脂滴较小;CT扫描显示PP5 KO小鼠体内脂肪积累显著少于WT对照组。2.通过体外诱导MEF细胞脂肪分化,发现与WT MEF细胞相比,PP5 KO MEF细胞脂肪分化明显减弱,同时形成的脂滴较小。3.real time PCR检测PP5 KO小鼠肝脏组织中脂肪分化标记基因:脂肪酸转位酶(fatty acid importer cluster of differentiation 36,CD36)、AP2、过氧化物酶体增殖物激活受体γ2(peroxisome proliferator activated receptorγ2,PPARγ2)、葡萄糖转运子4(glucose transporter 4,GULT4)的相对表达量与WT小鼠相比显著降低;western blotting的结果表明PP5 KO小鼠肝脏组织中磷酸化糖皮质激素受体(phosphorylation glucocorticoid receptor,p-GR)和解耦联蛋白1(uncoupling protein 1,UCP1)蛋白表达量显著高于WT小鼠。4.在骨发育方面,与WT小鼠相比,PP5 KO小鼠体重显著减轻、股骨变短、变粗,骨小梁数量增加、骨小梁分离度变小、骨小梁厚度变大,相对骨体积(股骨中骨成分的体积/股骨的总体积)增大、骨密度显著增大,皮质骨厚度增加,骨相对表面积(股骨中骨成分的表面积/骨体积)减少,利用生物力学仪检测发现PP5 KO小鼠股骨最大载荷显著减小,说明PP5基因敲除后小鼠骨分化增强但是股骨承重能力显著减弱。5.体外诱导骨分化实验表明,与WT骨髓间充质干细胞相比,PP5 KO间充质干细胞体外骨分化显著增加。6.real time PCR结果显示,PP5 KO小鼠骨髓间充质干细胞及软骨中骨分化相关基因:骨桥蛋白(osteopontin,Opn)、骨钙素(osteocalcin,Ocn)、成骨转录因子(runt-related transcription factor 2,Runx2)相对表达量明显升高,而骨分化抑制基因(peroxisome proliferator activated receptorγ1,PPARγ1)和(peroxisome proliferator activated receptorγ2,PPARγ2)相对表达量显著降低;免疫组化结果显示Runx2蛋白表达量显著升高,PPARγ蛋白表达量无显著性变化;利用western blotting检测PP5si-RNA干扰后的MC3T3-E1细胞蛋白表达变化时发现磷酸化PPARγ(p-PPARγ)蛋白表达量显著升高。