Nature:瘦素和能量平衡点

2021-12-06 00:56:30 来源:
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瘦素(Leptin)是一种由胆固醇组织分泌的激素,它在血清中所的含量比与哺乳类胆固醇组织大小不一等于。瘦素关键作用于位于中所枢脑组织部系统的酶(Leptin Receptor) 从而催化反应生物学的行为以及消化。当哺乳类体的体脂减少或处于高热量的状态下(例如食人),血清中所瘦素的含量比可能会相对来说下降, 从而诱发哺乳类的游动行为, 同时增大自身热量消耗。反之,当生物学体的体脂减小时,血清中所瘦素含量比增高,进而依赖性进食并且减速消化。瘦素就是通过这样的种系统选择性来催化反应生物学体的热量平衡点以及体重。

瘦素基因序列(ob)在1994年由理查森大学的Friedman教授的团队率先克隆。这个重大发掘出让史学界相识到厌食症和基因序列的直接联系,从而也重启了科学家们对于厌食症、热量代谢以及脑组织部内分泌学科学研究的新时代。由于瘦素遗传性引发局限性瘦素的大鼠异常厌食症(ob/ob),这是因为瘦素酶接受不到波形,引发该突变大鼠依然处于虚假的 “零胆固醇高热量状态”。这种大鼠可能会表现出极强的食欲,同时由于自身热量代谢和胆固醇的分解被依赖性,再一积累出超过正常大鼠数倍的胆固醇。大大的科学研究阐述,通过对该突变大鼠进行依然瘦素复合物外科手术,其食欲以及消化可能会复出正常,其厌食症症状也可能会再一消失。在现在的二十多年里,尽管人们对瘦素与大鼠食欲和消化催化反应的关系已经有了相当总体的相识,但是对瘦素如何促进胆固醇分解和为了让的具体选择性仍不明确。

理查森大学Friedman教授的团队(共同一作为王浦天琦和Ken H. Loh)在Nature杂志上刊发“A Leptin-BDNF pathway regulating adipose innervation”,阐述了瘦素如何催化反应交感脑组织部在胆固醇组织内的产于,同时阐述了该交感脑组织部对于胆固醇分解与运用的不可或缺关键作用。

该科学研究发掘出,在瘦素局限性(ob/ob)以及瘦素酶突变的厌食症大鼠(db/db)的胆固醇人体器官内,交感脑组织部的产于表面积大大的高于野生型大鼠。这也引发这些大鼠无法正常的分解体内储存的胆固醇来为自身备有热量。依然给男性厌食症大鼠注射瘦素可以将其胆固醇内的脑组织部产于表面积还原到正常值。这也完全恢复了他们在食人的情况下高效运用胆固醇密封来为自身备有热量,以及在寒冷的生态系统中所维持体温恒定的生理机能。该科学研究首次阐述了胆固醇人体器官内交感脑组织部产于表面积与胆固醇人体器官的生理机能息息涉及。更不可或缺的是由胆固醇人体器官自身分泌的瘦素可以灵活催化反应其自身脑组织部的产于表面积。在男性大鼠的人体器官内出现脑组织部结构如此大大的的变异(plasticity)是非常罕见的,这样的大大的变异有时候也只有在大鼠的生长发育或是损伤组织的修复中所才可能会看到。

瘦素酶大多产于在哺乳类神经中所一个叫血清素的区域(hypothalamus)。为了在神经内找到受瘦素甲基化催化反应并且控制交感脑组织部产于的脑组织部元,科学研究其他部门运用实为狂犬病大肠杆菌 (pseudorabies virus, PRV) 来产于在胆固醇人体器官内交感脑组织部上游的中所枢脑组织部元。科学研究发掘出大鼠神经建有最主要皮膜核子(arcuate nucleus,ARC)在内的几个脑组织区在强调瘦素酶的同时, 可能会间接与胆固醇人体器官内的交感脑组织部相通。通过立体定向手术(stereotaxic surgery)向男性大鼠神经内注射腺大肠杆菌(AAV)来催化反应瘦素酶在上述几个脑组织区域的强调,该的团队发掘出只有在敲除大鼠ARC脑组织区瘦素酶时,其胆固醇人体器官内的脑组织部产于表面积可能会大大的增大。ARC区域建有多种脑组织部元强调瘦素酶,其中所特别不可或缺的两组脑组织部元便是锐角脑组织部肽Y/刺鼠涉及复合物(NPY/AgRP)与阿黑皮素原(POMC)便是在控制食欲和消化方面的关键作用却大体相反。于是科学研究其他部门大大的通过CRISPR-Cas9基因序列编辑技术分别在男性大鼠的AGRP或POMC脑组织部元内敲除瘦素酶,然后观测大鼠胆固醇内脑组织部结构的变异。古怪的是,尽管这两类脑组织部元的机能大相径庭,但是任何一种局限性瘦素酶都可能会引发胆固醇内脑组织部产于表面积的增大,从而使大鼠的消化发生显着的变异。综上所述,大鼠脑组织中所皮膜核子区外瘦素酶的AGRP和POMC脑组织部元能协同关键作用,抑制交感脑组织部在胆固醇组织内的产于以及机能。

脑组织源性脑组织部营养物质因子(BDNF)波形通道在控制机体热量平衡点上同样至关不可或缺。BDNF或其酶TrkB变异的病人可能会患有严重厌食症症。虽然激活中所枢脑组织部系统内的BDNF波形通道也有促进热量代谢的关键作用,但是该通道在催化反应胆固醇人体器官内脑组织部结构上的关键作用还有待发掘出。该文的另;还有亮点是发掘出BDNF波形通道都能通过关键作用于瘦素波形通道下游来催化反应消化。具体的来说,瘦素通过催化反应其下游血清素室旁核子(parentricular nucleus)内强调BDNF的脑组织部元来控制胆固醇人体器官中所的脑组织部结构,从而促进胆固醇分解和运用。

虽然临床上因瘦素基因序列及其酶基因序列变异而厌食症症的病例被相继发掘出,但是这类症状在厌食症症症状总人数中所只占据较少的比例。绝大多数厌食症症状虽然体内因胆固醇含量比检出而积累了大量的瘦素,但是因为血清素脑组织部元产生了不同总体的瘦素抵抗(leptin resistance),所以无法通过注射瘦称许增大体重。该科学研究发掘出,瘦素是通过催化反应下游脑组织部元活性从而冲击消化,这阐述了通过为了让现有药品或者开发计划新型药品如此一来靶向这些脑组织部元来外科手术厌食症的巨大潜能,因此对临床科学研究和未来药品开发计划具有指导意义。

原始出处:

Putianqi Wang, Ken H Loh, Michelle Wu, et al.A leptin-BDNF pathway regulating sympathetic innervation of adipose tissue.Nature. 2020 Jul 22. doi: 10.1038/s41586-020-2527-y.

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