孤束核内儿茶酚胺类神经元介导的Leptin对摄食行为的调控机制研究

Leptin,an important protein hormone, acts on its receptors of specific neuron of hypothalamus, where it inhibits feeding behavior.However,the effect of Leptin on specific neurons of other feeding-related brain regions is unknown.Recently studies have shown that Leptin recepters are widely expressed in the nucleus of the solitary tract(NTS).NTS receives extensive feeding information from afferents of the vagus nerve,and projects densely to many regions of hypothalamus.Therefore,NTS is the primary site through which gastrointestinal afferent information enters the brain.We have shown that the catecholamine neurons lie within the NTS and are thought to be important for the control of food intake as well as energy metabolism. Therefore,we will investigate NTS catecholamine neuron-mediated effect of Leptin on feeding bvhavior under fed and fasting conditions.This project will help us clarify the mechanism of Leptin on reguation of food intake and energy metabolism.

Leptin作为重要的蛋白质类激素，通过其受体作用在下丘脑内的特异性神经元上发挥对摄食行为及能量代谢的调控作用。然而除下丘脑外，Leptin是否通过对其它脑区内特异性神经元的影响发挥对摄食行为的调控作用，尚不清楚。研究发现：Leptin受体广泛分布于孤束核内。孤束核被认为是摄食信息进行整合与传递的重要中继站。胃肠的摄食信息经迷走神经传入到孤束核，经整合后传递到下丘脑内的摄食中枢，最终发挥对摄食行为的调控作用。我们的研究表明：孤束核内的儿茶酚胺类神经元对摄食信息的整合与传递起到关键作用。因此,我们将基于两种不同的能量状态（正常摄食和禁食）下，采用摄食行为学、免疫荧光双重染色和全细胞膜片钳记录等方法，考察孤束核内儿茶酚胺类神经元介导的Leptin对摄食行为的调控机制。为Leptin在控制体重及能量代谢中的作用提供更为全面的理论依据。

在本项目中，申请人以能量代谢为关键词，重点展开摄食影响因子对能量代谢的影响机制，以及这些摄食影响因子通过能量代谢对神经系统疾病的影响。摄食行为调控异常时则会引起进食障碍等神经系统疾病。瘦素（leptin）是由白色脂肪细胞分泌的激素，能透过血脑屏障作用于下丘脑摄食调控中枢，起到抑制食欲减少摄食，调节能量代谢的作用。GABA是中枢神经系统中最重要的抑制性神经递质之一，近年来有研究证实下丘脑GABA细胞参与摄食调控，刺激GABA-A和GABA-B受体，具有促进或抑制摄食的作用。而GABA受体及leptin调节摄食的关系，相关报道较少。在本研究中发现：leptin组较禁食组摄食量显著降低，baclofen能够拮抗瘦素对禁食小鼠摄食量的抑制作用。在免疫组化的研究中发现：baclofen能够拮抗leptin对禁食小鼠下丘脑PAMM c-Fos表达的抑制作用。禁食小鼠下丘脑的GAD67的表达量较对照小鼠显著增加；leptin组的GAD67表达量较禁食组显著降低；此外，baclofen组的GAD67表达量较禁食组也显著下降。禁食小鼠下丘脑的TH（儿茶酚胺）的表达量较对照组有显著降低。禁食小鼠下丘脑的STAT3表达量较对照组显著升高；瘦素组较禁食组显著降低了下丘脑STAT3表达量。baclofen组的血浆胰岛素水平显著高于禁食组；baclofen组的血浆POMC水平较禁食组显著升高；禁食组的血浆leptin水平较对照组显著升高。综上表明：leptin具有抑制禁食诱导的摄食量增加的作用，baclofen能够拮抗瘦素对摄食的抑制作用。baclofen对leptin摄食调节的拮抗作用可能与下丘脑PAMM的c-Fos表达有关。并且瘦素可能通过减少下丘脑GAD67和STAT3的表达抑制禁食诱导的摄食增加作用。通过系列研究部分成果发表Molecular Neurobiology、Cell Death Dis、J Cell Mol Med、Front Cell Neurosci等重要的SCI期刊上，并有部分研究成果仍在投稿中。