脂肪营养不良综合征是一类以脂肪组织完全或部分缺失(脂肪萎缩)为特征的异质性疾病，具有严重的胰岛素抵抗和代谢缺陷。这类疾病通常源于罕见的蛋白质编码突变，导致脂肪组织功能障碍。可分为先天性和获得性，脂肪丢失的程度与代谢异常的严重度有关。临床上，重度脂肪营养不良患者具有严重的胰岛素抵抗和一组特有表现，如重度高脂血症、进行性肝病和代谢率增高，获得性和先天性脂肪营养不良还可能出现蛋白尿性肾病。

前脂肪细胞中的Tmem120a基因敲低使脂肪生成和脂质积累减少了约30%，与其副log Tmem120b联合敲低使脂肪生成和脂质积累减少了约60%；且TMEM120A在双重敲低3T3-L1细胞中的重表达比TMEM120B具有更好的脂肪性挽救效果，表明TMEM120A在脂肪生成中的主导作用¹。目前研究发现Tmem120a 的敲低会引起脂肪细胞代谢至关重要的几个基因表达量的降低，但对小鼠肥胖和代谢的具体影响尚不明确，因此研究Tmem120a 缺失对基因组组织的脂肪特异性模式具有重要意义。

研究思路及方法

背景

研究发现Tmem120a的敲低，会引起脂肪细胞代谢至关重要的几个基因表达量的降低，减少脂肪生成和脂质积累。基因组组织与肥胖的相关性表明，关键的促脂肪基因FABP4，PPARG，CREB和CEBPB在脂肪发生中从NE到核内部的重新定位²。

方法

用纯合子条件性Tmem120a敲除小鼠与携带脂联素启动子的Adipoq-Cre小鼠杂交，获得特异性敲除成熟脂肪细胞Tmem120a的小鼠。通过对其进行饮食干预，测量其体重变化；通过葡萄糖（GTT）和胰岛素耐量试验（ITT）评估其代谢情况。

用laminB1-Dam甲基化酶慢病毒转导3T3-L1细胞的野生型和Tmem120a敲低细胞系获得甲基化的脂肪细胞系，富集Dam甲基化DNA测序，来鉴定层相关结构域（LADs），研究基因的定位情况。并通过对Tmem120a特异性敲除小鼠、敲低Tmem120a和Tmem120b基因的稳定3T3-L1 shRNA细胞系等的相关样本，进行RNA-seq、蛋白质印迹分析、qPCR定量检测、组织特异性基因富集分析、3D荧光原位杂交（FISH）和基因定位分析等，研究基因的表达、定位变化。

研究结果及结论

结果

脂肪细胞特异性 Tmem120a 敲除小鼠，雌性突变小鼠出现代谢异常，高脂饮食组出现脂肪营养不良、胰岛素抵抗和细胞呼吸变化。对脂肪细胞数目和脂肪滴大小的观测发现Ad-Tmem120a中脂肪细胞的生成没有损失，细胞的脂肪滴大小大大增加。Ad-Tmem120a的损失对雄性小鼠没有影响，无论是整个脂肪还是瘦体重或单个脂肪库。RNA-Seq结果进一步证实了Ad-Tmem120a小鼠的表型变化，GO分析显示下调基因与新陈代谢密切相关，总下调基因中有40%具有新陈代谢功能；上调表达的基因多是促肌原蛋白或抑制脂肪发生的因子。

富集甲基化的3T3-L1细胞DNA测序及层相关结构域（LADs）鉴定发现，3.9%的基因组在丢失的LAD中。将改变位置的基因和分化过程中改变表达的基因取交集，发现约10%改变位置的基因也改变了表达。高通量qPCR在对照和敲除小鼠iWAT中测定717 miRNA的水平，在79个上调的miRNA中，有45个与Ad-Tmem120a相关；81个水平降低的miRNA中，有60个与Ad-Tmem120a相关。

为进一步验证基因位点的改变，选择5个表达变化最大的肌源基因进行定位，发现这些基因在小鼠脂肪生成中从核内部重新定位到NE，并且在Ad-Tmem120a中未能重新定位。综上可见小鼠的Tmem120a 敲除引起了广泛的分子缺陷，包括转录变化、microRNA 失调和染色质改变。

结论

研究表明了Tmem120a缺失引起脂肪营养不良综合征的病理机制：Tmem120a缺失改变了多个基因的位置，致使多个基因表达缺陷，特别是减少脂肪代谢基因的表达和激活/抑制肌肉基因，引发潜在的脂肪营养不良。

吉凯基因：该研究中应用的与Adiponectin-Cre 鼠配套使用的AAV病毒、甲基化慢病毒吉凯基因均可以提供，此外吉凯基因还提供通量测序服务、蛋白质组学测序及分析服务。

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