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miR-103是miRNA家族的重要分子,通过靶向下游mRNA发挥生物功能。miR-103最初是由Mourelatos等人在2002年从人宫颈癌细胞株Hela中克隆测序并鉴定出来的。近年来,miR-103越来越受到人们的重视。研究发现miR-103调节细胞分裂、代谢和应激反应等。在脂肪组织中,miR-103含量丰富,促进脂肪细胞分化,诱导肥胖个体中的胰岛素抵抗等。除此之外,miR-103对脂肪其他生理功能影响还知之甚少。circRNA是一种通过3’-5’共价键首尾连接的环状非编码RNA,富含miRNA结合位点,通过吸附miRNA解除对miRNA靶基因的抑制作用,从而调控机体生理功能。本研究以miR-103为研究中心,寻找miR-103下游靶向的mRNA和上游结合的circRNA,检测其对脂肪细胞凋亡、脂肪炎症和白脂棕色化的影响并深入探究其调控机制。本研究将为肥胖和肥胖相关的代谢性疾病提供治疗靶点。研究结果主要有:1.miR-103通过靶向Wnt3a/β-catenin/ATF6促进前体脂肪细胞内质网应激诱导的凋亡。(1)在脂肪前体细胞中构建细胞凋亡模型,发现miR-103在凋亡过程中上调,并与内质网应激关系密切;(2)在前体脂肪细胞中分别用miR-103 mimics/inhibitor处理,发现miR-103促进凋亡和内质网应激的发生;(3)Wnt3a是miR-103的靶基因,并且miR-103通过靶向抑制Wnt3a促进前体脂肪细胞凋亡和内质网应激;(4)miR-103通过抑制Wnt/β-catenin信号通路促进脂肪前体细胞凋亡和内质网应激;(5)ATF6是Wnt/β-catenin信号途径的下游靶基因,Bcl2转录调控ATF6,连接miR-103促进的前体脂肪细胞凋亡和内质网应激。2.circARF3通过靶向miR-103/TRAF3抑制小鼠脂肪组织中线粒体自噬介导的炎症。(1)miR-103在炎症模型中上调,体外脂肪细胞和小鼠体内脂肪组织中超表达miR-103都促进脂肪炎症的发生,并抑制线粒体自噬;(2)线粒体自噬清除剂EtBr促进线粒体自噬缓解miR-103诱导的脂肪细胞炎症,线粒体自噬抑制剂CsA抑制线粒体自噬恶化miR-103诱导的脂肪细胞炎症,证明miR-103促进脂肪细胞炎症是通过抑制线粒体自噬;(3)TRAF3是miR-103抑制线粒体自噬促进脂肪炎症的下游靶分子;(4)circARF3作为miR-103海绵体吸附miR-103,通过促进线粒体自噬抑制脂肪炎症;(5)circARF3通过抑制NF-κB信号通路促进线粒体自噬抑制脂肪细胞炎症。3.circNrxn2-miR103-FGF10通过提高M2型ATM极化促进白脂棕色化。(1)生物信息学预测并验证circNrxn2吸附miR-103,而miR-103靶向抑制FGF10,三者相互影响,在脂肪细胞中构成调控环路;(2)体外脂肪细胞和小鼠脂肪组织中超表达circNrxn2促进白脂棕色化的发生,加入miR-103或siFGF10后受到抑制;(3)体外巨噬细胞和小鼠脂肪组织中超表达circNrxn2促进M2型ATM极化,加入miR-103或siFGF10后受到抑制;(4)Clodronate处理去除小鼠体内的巨噬细胞,circNrxn2诱导的棕色化程度明显下降;体外模拟巨噬细胞和脂肪细胞共培养证明circNrxn2通过促进体内M2型ATM极化促进白脂棕色化。综上所述,miR-103是调控脂肪组织的一种重要miRNA,通过与上游circRNA和下游mRNA作用,对脂肪细胞凋亡、炎症和棕色化多种生理过程都具有不可或缺的调控作用。本研究通过研究circRNA、miR-103和mRNA的相互作用,对脂肪细胞凋亡、炎症和棕色化调控的分子机制,为脂肪组织非编码RNA调控网络提供分子基础,并为肥胖和肥胖相关的代谢紊乱疾病提供重要的参考意义。