脂肪分解、合成和转运等各个通路的失调均可导致肥胖。水甘油通道蛋白7是脂肪细胞最主要的甘油通道,与肥胖发生相关。AQP7缺失时,一方面,脂肪细胞内甘油无法排出,造成饥饿状态下肝脏糖异生原料的来源不足,出现空腹低血糖；另一方面,脂肪细胞内甘油浓度持续增加,激活原本微弱的甘油激酶,促使3-磷酸甘油的生成增多,细胞内TG合成增强,脂肪积累,导致细胞肥大、肥胖发生。AQP7敲除小鼠出现代谢紊乱和肥胖。对人类的研究也显示AQP7基因多态性、表达下降与肥胖密切相关。Nature杂志曾评论AQP7是肥胖研究的另一切入点,有望成为肥胖的治疗新靶点。例如,在绝经后肥胖这一现象中,绝经后女性的内脏脂肪细胞体积增大,处于脂肪分解和合成均增强的状态,这与AQP7功能丢失所致肥胖的脂肪代谢状态非常相似。因此,我们不禁要问,AQP7是否在绝经后的脂肪细胞成脂异常中发挥了一定作用呢?为了回答这一问题,需要从绝经后脂肪细胞成脂改变的机制谈起。绝经后肥胖的发生被公认为与女性体内性激素水平剧变密切相关。此期女性内分泌紊乱主要表现为急剧下降的血清雌二醇(E2)水平及显著升高的卵泡刺激素(FSH)水平。虽然目前E2水平降低与肥胖发生之间关系研究较为透彻,但近期研究提示血清高FSH与绝经后肥胖发生直接相关。这促使我们重新思索,在排除E2作用的前提下,FSH能否直接参与成熟脂肪细胞成脂作用?AQP7是否介导着这一过程?机制如何?本研究以绝经前后女性脂肪组织AQP7表达量的比较为切入点,在前期实验发现哺乳动物脂肪组织表达卵泡刺激素受体的基础上,结合在体动物模型和体外细胞培养实验,探讨AQP7是否介导了卵泡刺激素对脂肪细胞的成脂作用。同时通过分子生物学技术手段探索卵泡刺激素对AQP7调控的分子机制。这不仅能推动水通道蛋白与肥胖领域的基础研究、补充性激素调控水通道蛋白的理论知识,其作用机制的阐明也将为绝经相关肥胖的防治提供潜在靶点。绝经后与育龄期女性脂肪组织AQP7表达量的差异目的：比较绝经后与育龄期女性内脏脂肪组织、皮下脂肪组织AQP7表达量的差异。方法：收集5例育龄期女性、13例绝经后女性的内脏和皮下脂肪标本,比较其内脏脂肪组织和皮下脂肪组织AQP7蛋白表达的差异,并分析AQP7表达量与女性基础血FSH水平的相关性。结果：1.与育龄期女性相比,绝经后女性的内脏脂肪和皮下脂肪中的AQP7蛋白表达量均显著下调；2.无论是育龄期女性或是绝经后女性,相同个体的内脏脂肪组织的AQP7含量均显著高于皮下脂肪组织；3.基础血FSH与皮下脂肪组织AQP7表达量呈显著负相关,与内脏脂肪组织AQP7表达量呈显著负相关。结论：绝经后女性脂肪组织AQP7的表达明显下降,这与其基础血FSH升高密切相关；对相同个体来说,内脏脂肪组织中的AQP7含量更高,说明AQP7可能在内脏脂肪组织中发挥更重要的作用。FSH调节成熟脂肪细胞AQP7表达和功能目的：探讨FSH是否直接参与了成熟脂肪细胞中AQP7的表达与甘油转运的功能。方法：采用C57/BL6雌、雄性小鼠,分别建立假手术组(SHAM)、手术去势(OVX/ORX)、药物去势+手术去势(OVX/ORX+GnRHa)、药物去势+手术去势+外源性FSH(OVX/ORX+GnRHa+FSH)四组在体动物模型,测定各组小鼠的血清FSH、LH、E2/睾酮水平,比较组间同性小鼠的体重、脂肪组织AQP7表达以及甘油转运功能的差异。体外培养小鼠3T3-L1前体脂肪细胞系和分离的人原代脂肪前体细胞,予经典的鸡尾酒方法诱导分化至成熟脂肪细胞,予不同浓度的FSH处理,观察FSH对成熟脂肪细胞的AQP7表达和成熟脂肪细胞成脂影响,并用SiRNA特异性敲除FSHR,探讨FSH是否通过其受体发挥作用。结果：1.OVX/ORX组血清FSH水平较相应对照SHAM组显著升高,血清E2/睾酮水平显著降低,符合绝经后高FSH状态,模型构建成功；OVX/ORX+GnRHa+FSH较OVX/ORX+GnRHa组仅仅血清FSH显著升高,E2/睾酮和LH水平均无显著差异；2.与OVX/ORX+GnRHa组相比,OVX/ORX+GnRHa+FSH组小鼠表现出成熟脂肪组织AQP7表达量的下降、成熟脂肪细胞甘油转运功能的下降以及体重、脂肪体重比的上升；3.在体外培养的3T3-L1成熟脂肪细胞中,FSH能够浓度依赖性地下调成熟脂肪细胞中AQP7的表达,当通过SiRNA敲减FSHR之后,FSH对AQP7的作用将被完全抑制；4.在小鼠3T3-L1成熟脂肪细胞和人原代成熟脂肪细胞中,FSH能够浓度依赖性地上调成熟脂肪细胞的脂质积累,并上调人原代成熟脂肪细胞的瘦素分泌、下调脂联素分泌。结论：在成熟脂肪细胞中,FSH通过其受体FSHR直接下调AQP7的表达和甘油转运功能,从而促进脂质积累。FSH-FSHR调控AQP7表达的作用机制目的：课题组前期研究提示,在脂肪前体细胞的诱导分化过程中,FSH-FSHR能够通过促进Ca2+内流,激活CREB而对脂质代谢发生作用。检索文献后我们发现,CREB能够竞争性地结合AP-1的作用位点来抑制AP-1的转录因子功能。这一部分旨在探讨FSH-FSHR是否能通过抑制AP-1与AQP7启动子区AP-1反应元件(AP1-RE)的结合而下调AQP7在转录水平上的表达。方法：构建AQP7启动子区两段序列的重组质粒,将质粒转染到分化成熟的3T3-L1细胞,预先用罗格列酮或肾上腺素两种经典药物上调重组AQP7promoter质粒的荧光素酶活性,再以高浓度FSH处理细胞,裂解细胞后检测荧光素酶活性检测是否受到抑制；利用染色质免疫共沉淀、荧光实时定量PCR等技术鉴定AP1-RE在AQP7启动子区的定位以及高FSH对AQP7启动子区与AP-1结合的影响。结果：1.在罗格列酮上调重组质粒AQP7promoter S2-pGL3的荧光素酶活性之后,FSH能够明显抑制其荧光素酶活性。这说明FSH能通过抑制AQP7启动子区的转录活性来下调AQP7的表达,且作用位点在启动子区的S2片段上。2.小鼠AQP7基因转录起始位点上游-992至986处存在AP1-RE,在小鼠成熟脂肪细胞中,高浓度的FSH能够减少AP-1的c-Jun亚基与AQP7启动子区域的结合,从而对AQP7的表达起到下调作用。结论：通过激活Ca2+-CREB通路,FSH能够削弱AP-1的c-Jun亚基与AQP7启动子区AP1-RE的结合、抑制了AQP7启动子区的转录活性,进而下调AQP7的表达,这是高FSH下调AQP7的表达和功能,引起成熟脂肪细胞脂质积累增加的主要作用机制之一。