摘要:心外膜脂肪组织是心血管疾病(CVD)风险评价和防治研究的热点。脂肪可分为白色脂肪组织和棕色脂肪组织。棕色脂肪主要调节非颤抖性产热,白色脂肪组织主要作用是贮存能量。维生素D与心血管疾病的发生发展密切相关,还可调节脂肪组织分化。
关键词:维生素D 心外膜 脂肪组织
肥胖引发的多种慢性疾病严重威胁人类生命健康,流行病学调查显示,中国35~64 岁人群肥胖率已达20.2%,而与肥胖相关的心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)的致残率和致死率也急剧上升[1]。心外膜脂肪组织(epicardial adipose tissue,EAT)是心脏的内脏脂肪组织,由于其特殊的解剖位置以及特有的代谢特性和临床可观测性,目前已成为CVD 风险评价和防治研究的热点。
哺乳动物体内的脂肪组织主要分为白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)和棕色脂肪组织(brown adipose tissue BAT)。白色脂肪的主要作用是储存能量,而棕色脂肪通过UCP1- 介导的能量消耗过程调控非颤抖性产热。H.S.Sacks等[2]研究表明,健康成人的心外膜脂肪组织表现为棕色脂肪表型,而冠心病病人的心外膜脂肪组织表现为白色脂肪组织表型[3]。结合心外膜脂肪组织细胞表型的变化,表明在冠心病进程中存在棕色脂肪组织到白色脂肪组织的转化。
维生素D在能量代谢中发挥各种关键作用。报道显示,低血清1,25-(OH)2VitD3水平、Vit D3的活性形式与健康和肥胖个体中更高的BMI相关[9]。大部分工作集中在Vit D3对白色脂肪组织分化和脂质代谢的影响[10]。最近研究表明,白色脂肪组织(WAT)是维生素D的直接靶点,并且调节脂肪组织的形成和功能[10]。在小鼠3T3-L1前脂肪细胞[11,12]和人前脂肪细胞中已报道VDR表达[13]。此外,1,25-(OH)2VitD3抑制小鼠3T3-L1前脂肪细胞分化[11,12],对棕色脂肪细胞分化和功能起抑制作用[14] 。但促进人类皮下前脂肪细胞的脂肪细胞分化[13]。以上结果显示并提示维生素D调控脂肪组织的分化。并且维生素D水平与心血管疾病的发生发展密切相关。
表观遗传调节是不改变遗传基因DNA序列但影响染色质结构和基因表达的一种调节方式。近来研究发现,表观遗传调节与As等代谢性疾病的发生发展密切相关[4]。表观遗传调节主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰等,其中组蛋白修饰与体内代谢环境变化尤为相关[5,6]。组蛋白甲基化是组蛋白修饰的重要方式,包括精氨酸位点甲基化和赖氨酸位点甲基化,且通常认为甲基化主要发生在 H3 和 H4 的 N 末端[7]。研究发现,赖氨酸特异性脱甲基酶1(LSD1)对H3K4 进行脱甲基修饰从而抑制相关基因表达,最终达到抑制Wnt 信号通路活性,促进棕色脂肪形成的效果[8]。以上, H3K4去甲基化途径在脂肪组织的表观遗传学中起调控作用。
结合以上研究发现,用维生素D处理心外膜脂肪组织发现,维生素D能够影响心外膜脂肪组织白色化,以上结果提示,维生素D可能参与调节冠心病进程中心外膜脂肪组织的白色化。
综上分析,可以提出如下的科学假说:在动脉粥样硬化进程中,维生素D能促进组蛋白去甲基化,从而调节心外膜脂肪组织白色化。心外膜脂肪组织的特殊解剖部位和代谢特性与CVD发生密切相关,但其分子机制一直未明。如果从表观遗传学的角度入手,探讨H3K4去甲基化途径在心外膜脂肪白色化中的表达和功能,有望揭示维生素D对心外膜脂肪组织中H3K4me表达的影响及其机制,并明确维生素D在心外膜脂肪组织白色化中的作用和调控靶点。
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