摘　要：動物脂肪代謝受到多種因素的調控，其中最重要的是基因調控。肥胖基因是近年來克隆的新基因，該基因表達產物瘦蛋白是反映體內脂肪含量和調節的重要信號因子，具有調節攝食行為，增加能量消耗和降低動物采食量的作用。文章就肥胖基因對動物脂肪代謝調節的關系進行了綜述。

關鍵詞：動物；脂肪代謝；肥胖基因；表達

隨著經濟發展和生活水平的提高，消費者在得到膳食滿足的同時已日益注重畜產品的品質。脂肪的過度沉積不僅影響了動物產品的品質，還造成能量的浪費，對環境保護也不利。更為嚴重的是，食入過量的脂肪對人體健康會造成損害，由此導致的超重、肥胖、糖尿病、動脈粥樣硬化、冠心病等“富貴病”發病率升高[1]。因此，對體內脂肪代謝及其調控做深入的探討，就顯得十分必要[2]。目前動物脂肪代謝相關基因研究工作主要集中在基因克隆、定位和表達方面[3-5]。隨著動物脂肪代謝相關基因序列的明確，人們將深入分析肥胖基因對動物生長和脂肪代謝的效應，以期推動今后的動物遺傳育種工作。

1　脂肪組織與脂肪代謝

1.1　脂肪組織

脂肪組織是貯存脂肪的主要場所，具有貯存能量、保溫、保護和固定內臟器官、緩沖機械壓力等功能，而且許多脂類物質是合成體內活性物質的前體，因此脂肪具有重要的生理功能。構成脂肪組織的脂肪細胞來源于中胚層。胚胎期動物脂肪組織的生長發育主要是位于基質椎管的前脂肪細胞的增生，其前脂肪細胞再發育成脂母細胞。出生后脂肪組織的生長則以脂母細胞體積增大為主，動物僅在出生后早期有前脂肪細胞數量上的增生。畜禽體內的脂類可分為構成細胞成分脂和貯脂兩類。構成細胞的脂分布于畜禽體內的所有細胞中，其在細胞內的含量一般不受營養等條件的影響，而貯脂含量常隨機體營養狀況變動。貯脂主要分布在皮下結締組織、大網膜、腸系膜、腎臟周圍等脂肪組織中。

1.2　脂肪代謝

脂肪代謝包括脂肪動員、體內運轉和脂肪貯存。動物體脂的沉積量是脂肪合成代謝和分解代謝的一種平衡狀態。當合成代謝增強，或分解代謝降低時，會打破原有的平衡而導致脂肪沉積量的增加。當脂肪分解多于合成時，則體內脂肪減少。不同動物脂肪合成的組織不同，反芻動物脂肪組織是胴體脂肪合成的惟一場所， 豬脂肪組織是脂肪合成的主要場所[6]， 嚙齒動物如兔和鼠等，脂肪合成在肝臟和脂肪組織中，而禽類如雞， 肝臟是胴體脂肪酸合成的主要場所，胴體脂肪90%在此合成。肝臟合成的脂肪被轉運到其它組織利用或到脂肪組織中儲存。血漿脂蛋白做為脂類的載體，運輸脂類到各個組織發揮其生理功能。在高等動物體內， 脂肪的合成和分解除受基因調控外還與許多因素密切相關。

2　肥胖基因

2.1　肥胖基因的結構和突變

肥胖基因(obese基因)又叫ob基因。ob基因于1950年在小鼠上被發現，為常染色體隱性遺傳，長約20 kb，由3 個外顯子和2個內含子組成，其編碼區位于第2和第3外顯子。在5′側翼區域中包含了TATA 盒樣的序列和數個順式調控元件。1994年，Zhang YR等[7]首次報道利用定位克隆的方法得到小鼠ob基因的cDNA。該基因位于小鼠第6號染色體上。隨后，他們又從人脂肪組織cDNA文庫中克隆了人的ob基因序列，該基因定位于第7號染色體的q31.3。對這2個物種的核苷酸序列加以比較，發現其編碼區的同源性達84%之多。Neuen-schwanderS等[8]用體細胞雜交法將豬的ob基因定位于18號染色體上，并克隆了該基因的部分序列。脂肪型豬與瘦肉型豬的Southernblot分析表明兩種豬相對瘦肉表型呈現DNA的多態性。我國戴茹娟等[9]首次克隆了cDNA總長為3 277個核苷酸的豬ob基因，它編碼167個氨基酸的分泌蛋白。

ob基因突變將破壞瘦蛋白(leptin)在機體內的正常調控機制，導致動物產生肥胖表型。Bray等認為，ob基因突變受體內熱調節、生育過程和性腺、腎上腺、甲狀腺等組織器官功能異常等激素和代謝變化的影響。研究發現，遺傳型肥胖小鼠ob基因有兩種形式的突變：一種是在C57BL/6Job/ob小鼠的ob基因中，發現其第105位密碼子發生G→T的堿基突變，使編碼氨基酸的密碼子變為終止密碼子，這一無義突變使obmRNA 的表達量提高了20倍，但不能產生正常功能的蛋白質；另一種是在其等位基因SM/CKC－ ＋Dacob2j/ob2j小鼠的肥胖基因中，發現了基因外顯子2G7RNA缺失，這一突變使肥胖基因mRNA不能產生。ob基因的這些突變可能是導致小鼠肥胖的原因。

2.2　肥胖基因的表達及其產物

ob基因的表達具有脂肪組織特異性，只在成熟的黃脂細胞中表達，且在同一個體中，不同部位的脂肪組織中obmRNA的水平不同，其中皮下脂肪組織中的ob mRNA水平高于其他部位的脂肪組織。在不同個體中，obmRNA的表達水平也不相同。對嚙齒類動物和人類的各種器官進行obmRNA檢測，結果在腦、心、肺、胰、肝、骨骼肌中均未檢出，但在大網膜、后腹膜、腸系膜及皮下脂肪組織中卻明顯可見，尤其在皮下脂肪組織中最多。但RT-PCR分析表明，豬ob基因不僅在脂肪組織中大量表達，同時也在肝、腎、脾和心臟等器官中有微量表達。這說明豬ob基因的表達分布及其調控機制與人和鼠的存在差別。另有研究證實，肥胖基因的表達與動物的體重和日糧中脂肪含量有關[10-11]。

ob基因編碼產物是leptin。leptin是一種由167個氨基酸組成的能調節體內脂肪貯存量、能量代謝及體重的內分泌蛋白質因子。張忠芳等[12]利用RT-PCR成功擴增了人肥胖基因，并利用pMD18-T克隆載體和pET-28a表達載體有效地在原核生物中表達出了重組人類leptin。在動物體內leptin具有如下兩種生理作用：一方面使動物進食減少，另一方面能量消耗增加，使較多的脂肪被燃燒，體重下降[13]。研究發現，當脂肪細胞數目和體重增加時，ob基因產生leptin，并分泌進入循環系統，在中樞系統leptin與其受體結合可改變許多基因的表達[14]。Stephens等通過實驗證實leptin可通過調控NPY 的產生而發揮其生物效應。leptin 對體脂和體重的調節存在一個反饋系統，當機體體脂含量增加時，血leptin水平升高，作用于下丘腦的調節中樞令攝食減少、能量消耗增加；反之，當機體體脂量減少時，血leptin水平亦減少，其通過中樞進行相應的攝食和能量輸出的調節。在一些嚙齒類先天性肥胖動物(如db/db小鼠和fa/fa大鼠)和過量攝食導致的肥胖動物中，脂肪組織obmRNA表達增加，血leptin水平升高，說明這些動物體內對leptin 的反應減弱或無反應，這種現象被稱為leptin抵抗[15]。

2.3　肥胖基因受體及其表達

1995年，Tartagia LA等[16]首次克隆出小鼠ob基因受體(OB-R)。基因圖譜表明該基因位于小鼠的第4號染色體上，其座位內包含了糖尿病基因(db基因)。1996年，ChenH等的試驗進一步證實了這一結論。小鼠的OB-R是由894個氨基酸(AA)組成的蛋白多肽，是單一跨膜受體，其DNA序列以蛋氨酸(Met)開始，后跟一個典型的疏水信號肽序列(22個AA)。受體的胞外區為816個aa，具有Ⅰ類細胞因子受體家族的許多特征，與白介素-6(IL-6)受體的信號轉導成分糖蛋白(gpl30)、粒細胞集落刺激因子( GCSF)受體和白血病因子(LIF)受體密切相關。OB-R的胞外區后緊跟著一個跨膜片斷(23個aa)和一個短的胞漿片斷(34個aa)。研究發現豬的OB-R序列的313位和616 位分別是WSxWS( Thr-Ser-X-Thr-Ser)，這2個結構域一個可激活Janus激酶，另一個可和轉錄蛋白的激活因子互作，借以調節leptin 的信號轉導，發揮其生物學功能。1996 年，Lee G H等[17]對OB-R的RT-PCR產物cDNA的測序表明，在lys889與pro890之間有一段106個核苷酸的插入序列，該序列正常情況下是一種內含子，在mRNA加工過程中被剪切，但在小鼠由于發生了由G→T 的突變，使閱讀框架發生了改變，產生一種異常的OB-RmRNA，經翻譯生成胞內部分較短的OB-R，它可以同leptin 結合，但不能將信號傳至胞內而發揮調節作用，這提示OB-R在調節體重方面具有重要作用。

3　結論

長期以來脂肪組織被認為是一種不活躍的組織，但是近10年的研究表明，許多基因在脂肪組織特異性表達，脂肪組織可通過內分泌、旁分泌和自分泌信號調節機體的能量代謝[18]。由于ob基因產物可反映體內脂肪含量信息及調節體重，所以ob基因可能是影響畜禽脂肪沉積的數量性狀位點，對它的克隆與分析對畜禽的育種和脂肪沉積度的研究有重要意義，故從基因調控角度對動物脂肪代謝進行研究尤為重要。