探討替代性剪接機制對SRSF3與MAP4K4蛋白質亞型於棕色脂肪細胞中表現之調控與其不同亞型對棕色脂肪細胞分化與生理功能之影響

脂肪細胞組成調節哺乳類生物能量平衡的重要組織，而肥胖引起之代謝症候群已知是引起多種疾病 的危險因子。脂肪細胞主要分為白色脂肪組織（WAT）與褐色脂肪組織（BAT）。褐色脂肪組織已被 證明在小型囓齒類動物，冬眠動物或人類嬰兒體內，可經由非顫抖性機制來產生熱量，棕色脂肪也因 其對脂肪的高代謝能力，而被認為具有治療肥胖之潛力。即便如此，褐色脂肪組織在人體內的分化發 展與確切生理功能的調控機制仍所知有限。 替代性剪接(Alternative splicing)是高等真核細胞中增進蛋白質表現多樣性的重要機制，超過95% 的人類基因會經由此機制產生至少一種以上具相異生理特性的蛋白質亞型，藉此調控基因表現與活 性。替代性剪接受到特定剪接因子與受調控基因上之特定序列之交互作用所調控。許多mRNA 亞型的 表現量差異多不明顯，加上其組成的複雜性，全轉錄組定序法是目前最適合的分析方法。在本人前期 計畫中，已成功利用全轉錄組定序，在RBM4 此剪接因子剔除小鼠的棕色細胞中，發現多個替代性剪 接發生改變的基因，並證實其與RBM4 蛋白對棕色脂肪細胞分化與功能之影響。實驗結果已發表於 BBA-Molecular Cell Research、RNA Biology、Scientific Reports 與BBA-Gene Regulatory Mechanism 期刊。 本人利用全轉錄組定序分析法，發現SRSF3 與MAP4K4 此兩個基因在胚胎與成熟小鼠的棕色脂 肪組織中，利用替代性剪接機制產生不同的信息核醣核酸(mRNA)亞型。另外發現SRSF3 與MAP4K4 對UCP-1 此粒線體相關功能蛋白，具有不同之影響。因此本計畫的主要目的將分為(1)探討棕色細胞 分化時，調控SRSF3 與MAP4K4 基因產生替代性剪接產物的分子機制; (2)利用 RNA CLIP-seq 實驗搜 尋更多在棕色脂肪細胞分化過程中，會受到SRSF3 此剪接因子調控的替代性剪接基因;(3)利用蛋白質 體學實驗方法，比較不同MAP4K4 蛋白亞型，在棕色細胞分化時對於其下游訊息傳導路徑的影響以及 (4)探討不同SRSF3 與MAP4K4 蛋白質亞型對棕色脂肪細胞分化與生理功能的影響，最後是(5)建立 SRSF3 與MAP4K4 基因剔除的小鼠與棕色脂肪前驅細胞(C3H10T1/2)。預期此研究計畫結果能驗證在 棕色脂肪細胞分化時，調控不同SRSF3 與MAP4K4 亞型產生之替代性剪接機制，並對SRSF3 或 MAP4K4 亞型蛋白在棕色脂肪細胞分化或生理功能扮演之角色，能有進一步的了解。而本計畫之結果 也將能應用於日後探討SRSF3 或MAP4K4 基因在其他細胞或相關疾病的調控機制與影響。