睫状神经营养因子（CNTF）调节能量平衡的相关机制研究

发布时间：2020-02-02 21:32

【摘要】： 睫状神经营养因子(CNTF)是一个天然产生的分子量大约为22kD的蛋白，属于白介素-6细胞因子家族。应用CNTF可引起动物的食欲下降和体重减轻，，在遗传肥胖型小鼠(ob／ob，db／db)中CNTF可引起脂肪的优先减少。尤其引人注目的是，CNTF可纠正饮食诱导型的小鼠肥胖(DIO)，这种类型的肥胖在人类中分布最广。因此，CNTF作为一种很有潜力的治疗肥胖症的药物而受到重视，但对其减肥机制的研究尚不够深入。 肥胖的形成是一个复杂的过程，涉及多个系统、多种途径和多种细胞因子，但从生理学的角度讲，它是由于能量摄入与能量支出失衡造成的。因此，本论文的主要目标是从分子水平上研究CNTF对能量摄入和能量支出的影响，从而探讨CNTF调节能量平衡的相关作用机制。 在能量支出方面，本论文选用小鼠棕色脂肪组织和骨骼肌(腓肠肌)为目标组织，用western blotting和RT-PCR的方法，从蛋白水平和mRNA水平来检测CNTF对这两个组织上的解偶联蛋白UCP1、UCP2和UCP3表达的影响。解偶联蛋白(UCP_s)是一类线粒体内膜蛋白，质子可通过其渗漏回基质，从而使氧化磷酸化和ATP的合成解偶联，能量遂以热量的形式散发掉。目前在哺乳动物中发现的解偶联蛋白主要有三种：UCP1、UCP2和UCP3。UCPI主要分布在棕色脂肪组织，UCP2分布广泛，UCP3主要分布在骨骼肌组织和棕色脂肪组织。棕色脂肪组织是啮齿类动物产热的主要位置。人类成年后棕色脂肪含量很少，而骨骼肌含量却很大。本研究先通过饲养实验考察CNTF对小鼠体重、摄食量和血糖的影响，从而确定CNTF的给药剂量。接下来western blotting实验的结果表明，CNTF腹腔给药6天实验组棕色脂肪组织UCP1蛋白水平与盐水处理组相比有明显增加(P＜0.01)。RT-PCR实验的结果表明，CNTF外周急性给药(处理1小时)对棕色脂肪组织中UCP1、UCP2和UCP3的mRNA水平没有影响，但对腓肠肌UCP3的表达有上调作用(P＜0.05)；持续给药3天，对棕色脂肪组织中UCP1以及腓肠肌UCP3的表达有上调作用(P＜0.05)，但对棕色脂肪组织UCP2和UCP3的mRNA水平没有影响。这些实验结果表明，CNTF持续给药可以通过UCP1来诱导棕色脂肪组织产热；UCP2和UCP3对CNTF诱导的棕色脂肪的产热没有贡献；而无论急性或持续给药，CNTF都可以通过UCP3来诱导腓肠肌产热；类似实验结果尚未见报道。 在能量摄入方面，本实验采用微透析和放射免疫相结合的方法，检测大鼠下丘脑室旁核(PVN)神经肽Y(NPY)含量的动态变化，以评估CNTF对下丘脑NPY分泌的影响。近年的研究认为下丘脑是调节食欲和能量平衡的重要脑区，其中由抑制摄食和刺激摄食的神经肽组成的网络发挥着重要调控作用。在这些神经肽中，NPY是已知的最有效的中枢食欲刺激物，向下丘脑相关区域注射NPY会引起强烈的摄食反应；当机体处于饥饿等负能量平衡状态中时，弓状核(ARC)中NPY表达水平上升，ARC和PVN等NPY释放位点的NPY水平增加，机体启动合适的行为(摄食增加)和代谢反应以恢复能量平衡。本实验的研究结果表明，CNTF侧脑室给药导致室旁核透析液中NPY含量的迅速下降，30分钟时降幅达到53％(P＜0.01)；随后透析液中NPY的水平缓慢上升，60、90、120分钟时分别为基线水平的58％、78％和85％(P＜0.05)；150分钟后，NPY水平恢复到基线水平(P＞0.05)。本研究结果证明CNTF可直接影响下丘脑NPY分泌。 综上所述，本研究发现CNTF可以诱导骨骼肌产热；CNTF诱导的棕色脂肪的产热中，只有UCP1有贡献，UCP2和UCP3对CNTF没有响应；CNTF可降低室旁核NPY的分泌。这些结果从分子水平揭示了CNTF调节能量平衡的相关机制，也为减肥药物的筛选方向和筛选平台的建立提供了新的思路。
【图文】：

浙江大学博士学位论文吟核昔酸(GDP)结合的拓扑区域(见图2一2);还有在所有种类UCPI中完全保守的两段序列:一个位于中央环的中部(可能面对基质)，一个是COOH末端的最后部分(面对胞液)。这两个保守序列的功能目前还不清楚，但由它们存在的方式可以肯定它们必定担负着重要的功能。今币麟勺笋tosoiics记e﨑韵妇日口‘l百卜卜卜mitocho九成rialm浏r众图2一2.UCPI的结构示意图。GDP一结合区域和两段高度保守的序列被标出。(引自 CANNONANDNEDERGAARD，2003) 1.3.2UCPs在寒冷和饮食诱导的适应性产热中的作用及证据随着环境温度变化，静息时的能量消耗会有很大的变化。当啮齿动物暴露在寒冷(4℃)中时，其氧的消耗量会增加将近2一4倍。一部分的急性反应是寒战，然而，随着逐渐的适应，寒战会消失，其它的反应会显现出来，包括增加棕色脂肪和其它可能的组织的适应性产热。1997年

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本文编号：2575795