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肥胖是目前人们普遍关注的公共健康问题，它增加了包括2型糖尿病(type2 diabetes)、非酒精脂肪肝(Non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)、高脂血症、高血压、冠心病和癌症等在内的多种代谢性疾病的发病几率。肝脏在糖脂质代谢中至关重要，肝功能障碍不仅是脂肪肝形成的直接原因，也是肥胖、糖尿病等代谢性疾病的主要危险因素。众所周知，高脂食物过量摄入是引起肥胖和常见代谢性疾病的重要原因。但是，高脂食物诱导个体肥胖的作用靶点和具体的作用机制还有待于进一步深入研究。
本课题首先通过生物信息学分析发现，肥胖与正常人群、高脂食物与正常食物喂养的小鼠肝脏中果糖双磷酸酶2(fructose-1,6-bisphosphatase2，也称为6-phosphofructo-2-kinase, PFK2, FBP2)的基因表达存在差异。同时，动物实验发现高脂饲料(high-fat diet, HFD)与正常饲料喂养的C57BL/6小鼠相比，HFD喂养16周后小鼠体重明显增加、空腹血糖升高、出现明显的胰岛素抵抗、肝脏重量增加。除此之外，HFD喂养C57BL/6小鼠肝脏中FBP2的mRNA和蛋白水平显著上调，并且出现明显的脂滴积累。
其次，我们在细胞水平上考察了游离脂肪酸(palmic acid, PA和oleic acid, OA)对人正常肝细胞LO2中FBP2基因表达的影响。结果表明，PA及OA可时间和剂量依赖地上调 FBP2的 mRNA和蛋白水平。0.4 mM PA处理 LO2细胞24小时, FBP2的mRNA和蛋白水平升高2倍左右；2.0mMOA处理LO2细胞24小时，FBP2的mRNA和蛋白水平也升高2倍。同时，LO2细胞在PA和OA处理后出现明显的脂滴积累。上述研究结果表明，FBP2可能是PA和OA诱导脂滴积累的作用靶点，但具体的作用机制还不清楚。
在众多调节基因表达的机制中，DNA甲基化一种重要的调节机制。我们对FBP2基因甲基化位点进行分析，发现小鼠和人的FBP2启动子区都存在CPG岛，硫化测序PCR(bisulfite sequencing PCR, BSP)和甲基化特异PCR(methylation specific PCR, MSP)实验结果表明，PA和OA能够引起FBP2基因启动子去甲基化；并且甲基供体甜菜碱(betaine)不仅能抑制OA和PA诱导的FBP2基因表达，还能明显抑制OA诱导的LO2细胞的脂滴积累及脂滴相关蛋白perilipin-2的mRNA和蛋白的表达，说明OA和PA诱导FBP2基因上调可能与其调节基因甲基化有关。
综上所述，本文通过生物信息学分析技术筛选并鉴定了与肥胖相关的差异基因FBP2，并探究了高脂调节FBP2基因表达的分子机制，结果表明FFAs(freefattyacids)可通过诱导FBP2基因去甲基化调节其表达，且甲基供体甜菜碱可明显抑制FFAs诱导的肝细胞中FBP2基因的上调和脂滴的积累。这些发现不仅阐明了高脂食物诱导肥胖的作用靶点，也初步证实了FBP2在肥胖发生和发展中的作用，可为肥胖的防治提供更多的策略。
本课题首先通过生物信息学分析发现，肥胖与正常人群、高脂食物与正常食物喂养的小鼠肝脏中果糖双磷酸酶2(fructose-1,6-bisphosphatase2，也称为6-phosphofructo-2-kinase, PFK2, FBP2)的基因表达存在差异。同时，动物实验发现高脂饲料(high-fat diet, HFD)与正常饲料喂养的C57BL/6小鼠相比，HFD喂养16周后小鼠体重明显增加、空腹血糖升高、出现明显的胰岛素抵抗、肝脏重量增加。除此之外，HFD喂养C57BL/6小鼠肝脏中FBP2的mRNA和蛋白水平显著上调，并且出现明显的脂滴积累。
其次，我们在细胞水平上考察了游离脂肪酸(palmic acid, PA和oleic acid, OA)对人正常肝细胞LO2中FBP2基因表达的影响。结果表明，PA及OA可时间和剂量依赖地上调 FBP2的 mRNA和蛋白水平。0.4 mM PA处理 LO2细胞24小时, FBP2的mRNA和蛋白水平升高2倍左右；2.0mMOA处理LO2细胞24小时，FBP2的mRNA和蛋白水平也升高2倍。同时，LO2细胞在PA和OA处理后出现明显的脂滴积累。上述研究结果表明，FBP2可能是PA和OA诱导脂滴积累的作用靶点，但具体的作用机制还不清楚。
在众多调节基因表达的机制中，DNA甲基化一种重要的调节机制。我们对FBP2基因甲基化位点进行分析，发现小鼠和人的FBP2启动子区都存在CPG岛，硫化测序PCR(bisulfite sequencing PCR, BSP)和甲基化特异PCR(methylation specific PCR, MSP)实验结果表明，PA和OA能够引起FBP2基因启动子去甲基化；并且甲基供体甜菜碱(betaine)不仅能抑制OA和PA诱导的FBP2基因表达，还能明显抑制OA诱导的LO2细胞的脂滴积累及脂滴相关蛋白perilipin-2的mRNA和蛋白的表达，说明OA和PA诱导FBP2基因上调可能与其调节基因甲基化有关。
综上所述，本文通过生物信息学分析技术筛选并鉴定了与肥胖相关的差异基因FBP2，并探究了高脂调节FBP2基因表达的分子机制，结果表明FFAs(freefattyacids)可通过诱导FBP2基因去甲基化调节其表达，且甲基供体甜菜碱可明显抑制FFAs诱导的肝细胞中FBP2基因的上调和脂滴的积累。这些发现不仅阐明了高脂食物诱导肥胖的作用靶点，也初步证实了FBP2在肥胖发生和发展中的作用，可为肥胖的防治提供更多的策略。