备课素材：水通道蛋白7与肥胖 高一上学期生物人教版必修1

水通道蛋白7与肥胖肥胖发生的根本原因是能量摄入大于能量消耗，脂肪组织作为能量蓄积的主要器官，在肥胖研究中越来越受重视。最近研究发现，水通道蛋白7作为脂肪组织介导甘油释放的重要通道，在保持机体能量平衡和葡萄糖稳态方面发挥着重要重用，还与机体脂肪细胞、脂肪组织的形态、生理变化及肥胖的形成密切相关。但是，水通道蛋白7在肥胖发生中的作用还没有被完全认识清楚。水通道蛋白是介导水分子穿透细胞膜的蛋白通道的总称，共有13种。水通道蛋白又可以根据它们的渗透特征分为水通道蛋白和水甘油通道蛋白。水通道蛋白3、水通道蛋白7、水通道蛋白9和水通道蛋白10属于水甘油通道蛋白亚组，因为它们既能介导细胞对水的运输，又能介导对甘油等其他一些小分子溶质的运输。水通道蛋白7是目前发现的脂肪细胞内唯一的水甘油通道蛋白。水通道蛋白7的基因最早是从人的脂肪细胞中克隆成功，后来在小鼠和大鼠中也获得了其同源序列，所以水通道蛋白7又称为脂肪水通道。

有研究发现，水通道蛋白7基因敲除小鼠发生了成年期肥胖。3T3-L细胞的研究结果也显示，水通道蛋白7的过表达可以促进

PKB的磷酸化，改善脂肪细胞的胰岛素抵抗。以上结果提示水通道蛋白7可能参与了肥胖的发生，但是目前仍缺乏相关的报道。高脂膳食下，并非所有人都发胖高脂饮食是肥胖发生的重要危险因素，但高脂饮食条件下，并不是所有的个体都发生肥胖，其中有一部分个体表现出了肥胖抵抗。因此有研究通过建立高脂膳食诱导的肥胖和肥胖抵抗大鼠，检测肥胖和肥胖抵抗大鼠脂肪组织中水通道蛋白7的表达，探讨脂肪组织中水通道蛋白7的表达与高脂膳食诱导的肥胖发生的关系，进一步阐明肥胖发生的机制。研究方法为：用8只连续8周高脂膳食食品组大鼠定义为OP组大鼠，8只大鼠被定义为OR组大鼠。各组大鼠的体重在实验开始时差异无统计学意义，随着喂养时间的推移大鼠体重逐渐增加，第3周至实验结束。OP组的体重显著大于OR组和对照组，OR组与对照组的体重相比差异无统计学意义。OP组大鼠的体脂含量也显著高于OR组和对照组大鼠，OR组与对照组相比也显著增加。研究的结果显示，肥胖易感大鼠的体重、体脂含量和脂肪细胞体积与肥胖抵抗和对照组大鼠相比显著增加，说明肥胖易感和肥胖抵抗大鼠模型建立成功。对脂肪组织水通道蛋白7的mRNA表达进行分析发现，肥胖易感大鼠水通道蛋白的表达显著高于肥胖抵抗对照组大鼠。

研究者对肥胖女性与体重正常女性的内脏和皮下脂肪组织水通道蛋白7表达水平进行比较也发现，肥胖者皮下组织和内脏的水通道蛋白7mRNA含量较体重正常者增高。研究者在检测到肥胖者内脏脂肪细胞水通道蛋白7mRNA水平，与正常组相比有增高趋势。肥胖小鼠附睾脂肪的水通道蛋白7mRNA表达是增高的，以上与实验结果一致，进一步说明水通道蛋白7的表达与肥胖密切相关。

但也有研究显示，敲除水通道蛋白7小鼠发生成年型肥胖，而增加水通道蛋白7的表达则可以促进脂肪细胞甘油的释放并改善胰岛素抵抗，与实验结果不一致。这可能与以下原因有关：第一，肥胖个体脂肪细胞油滴的基础脂肪分解率是有所增加的，而随着脂肪分解率增加，脂肪组织就会释放更多的甘油和FFA，水通道蛋白7随之代偿性增多。本次研究结果也发现，肥胖易感组的TC和TG水平与对照组和肥胖抵抗组相比较有显著增加。研究者对2

型糖尿病动物模型OLETF大鼠肾周脂肪组织水通道蛋白7的表达研究发现，水通道蛋白7mRNA与蛋白表达在糖尿病初期18周时增高，随糖尿病加重和肥胖程度加重，到28周却出现下降趋势。以上研究提示肥胖易感组水通道蛋白7的表达增加可能与代偿有关。第二，早期研究发现胰岛素可以抑制水通道蛋白7的表达，结果显示，肥胖易感组的胰岛素含量显著高于肥胖抵抗组和对照组，但是HOMA—IR和OGTF的结果提示肥胖组大鼠存在着严重的胰岛素抵抗。由此推测，肥胖组的水通道蛋白

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的表达增加可能与肥胖易感大鼠胰岛素调节受损相关，具体的分子机制有待于进一步的探讨。

综上所述，水通道蛋白7

的基因表达在肥胖易感和肥胖抵抗大鼠中存在着显著差异，提示水通道蛋白7与肥胖的发生密切相关。在肥胖易感和肥胖抵抗大鼠模型建立的过程中，动态观察脂肪组织水通道蛋白7的表达变化。进一步探讨水通道蛋白7与