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摘要脂质储存是细胞和生命体的普遍特征。在细胞中，脂质储存在一种特殊的细胞器——脂滴。脂滴广泛存在于从细菌到人类的不同物种中。脂滴是由单层磷脂层包裹的中性脂和外周覆盖着的蛋白构成。近年来，大量的脂滴相关研究发现脂质的异位储存和多种代谢疾病关系密切，例如肥胖、糖尿病、高血脂和脂肪肝等。<br>　　脂滴最重要的功能是由脂滴蛋白来执行。脂滴纯化和蛋白质组学分析鉴定了大量的脂滴蛋白。脂滴蛋白的种类和数量通常具有物种和组织特异性，但蛋白的总体种类大体相似。这些脂滴蛋白不仅参与脂质代谢和运输，还参与膜泡运输，分子伴侣相关功能和RNA代谢等。其中，perilipin家族蛋白是脂滴上一个重要的蛋白家族，作为脂滴的骨架/结构蛋白并起着调控脂滴动态变化等重要功能。Perilipin家族蛋白存在于哺乳动物，果蝇和个别真菌中。但在细菌，酵母、线虫和植物等一些典型物种中没有被发现。因此，脂滴上是否存在一个从细菌到人类保守的蛋白家族？<br>　　我们通过总结分析了多个物种以及多种组织和细胞的脂滴蛋白质组，发现了一个保守的蛋白家族，SDR(short-chain dehydrogenases/reductase)家族，尤其是其中的一个亚家族HSDs(hydroxysteroid dehydrogenases)。SDRs是一个古老的蛋白家族，几乎存在于所有的物种中，主要在类固醇代谢，以及一些脂肪酸形成过程中起调控作用。<br>　　我们运用细胞生物学和生化的方法鉴定了SDRs定位在不同物种的脂滴上，包括有ro01416定位在细菌的脂滴，DHS-3定位在线虫的脂滴，以及17β-HSD11定位在哺乳动物细胞的脂滴。除此之外，线虫中DHS-3，以及它的旁系蛋白DHS-4和DHS-19分别位于线虫的不同组织的脂滴上，DHS-3主要在小肠，DHS-4分布在上皮，DHS-19主要在上皮和肌肉。在线虫的肠细胞中。DHS-3只定位在细胞质的脂滴上，而SDRs的另外一个亚家族蛋白DHS-9即定位在细胞质脂滴，也定位在细胞核脂滴上，并且更多地定位在细胞核脂滴。这些结果表明SDRs在脂滴上的定位有三种特性:1）几乎所有物种脂滴都有SDRs，2）不同组织和细胞的脂滴具有不同的SDRs，3）同种SDR在同一细胞中也会有不同定位。<br>　　线虫作为进化的中间物种，简单又具有多种组织，并且是利用遗传手段研究分子机制和生理功能的理想模式生物。因此，我们选取线虫脂滴上的SDRs进行功能研究。运用多种脂质研究方法发现过表达DHS-3会引起脂滴聚集，DHS-3的缺失导致脂滴变小和脂质减少。进一步地，DHS-3调控脂质代谢是通过对脂质水解的影响，这一过程依赖于ATGL-1。相似地，过表达哺乳动物中DHS-3的同源蛋白17β-HSD11引起脂质增加，这一过程也可能和ATGL在脂滴上的定位相关。除此之外，和DHS-3相似，DHS-4和DHS-19的过表达也会引起上皮和肌肉脂滴聚集，但这两个蛋白分别敲除之后对脂滴的形态和动态变化没有明显影响。这些结果表明同一家族的SDRs在脂滴上的功能可能是保守的，但同一物种不同组织上的SDRs在功能上有不同之处。<br>　　我们通过细胞生物学和遗传方法发现DHS-9定位在线虫肠细胞核脂滴，并且建立了以DHS-9∷GFP为细胞核脂滴标记蛋白的遗传筛选。通过对线虫Ⅰ号染色体上基因的筛选，共得到28个引起细胞核脂滴累积的基因。进一步的筛选结果显示其中13个基因也可以影响细胞质脂滴的累积。这些结果表明细胞质脂滴和细胞核脂滴不仅具有共同的调控通路，也具有各自独立的调控通路。除此之外，在线虫中表达低拷贝的SDRs不会引起脂滴形态和动态变化。因此，线虫中的SDRs，DHS-3、DHS-4、DHS-19和DHS-9可以作为不同组织以及不同类型脂滴的标记蛋白进行遗传筛选，为多种类型脂滴的形成以及动态变化的调控等科学问题提供线索。<br>　　本论文中有关保守的脂滴蛋白SDRs的发现、定位和功能的初步研究，将为研究脂滴动态、脂代谢相关疾病、以及细胞器进化提供一定的理论基础。