下丘腦中Rcan2調控攝食和促進體重增長的分子機制研究

《下丘腦中Rcan2調控攝食和促進體重增長的分子機制研究》是依託山東大學，由孫曉陽擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：下丘腦中Rcan2調控攝食和促進體重增長的分子機制研究
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：孫曉陽
• 依託單位：山東大學

中文摘要

雖然體重被認為是受下丘腦瘦素信號通路的嚴格調控，近幾十年來肥胖卻在全球大規模發生。這種現象被稱之為瘦素抵抗導致的。申請者偶然發現Rcan2基因敲除小鼠由於攝食量的減少而能抵抗年齡及高脂肪食物引起的肥胖。Rcan2基因由兩種轉錄起始位點不同的剪下變體組成，突出表達於下丘腦調控攝食及體重的神經核團，其中Rcan2-3剪下變體的表達在飢餓過程中上調並作用於飢餓引起的過度攝食行為。申請者進一步證明了Rcan2和瘦素經過不同的信號通路調節體重。因此申請者提出可能存在一種依賴於Rcan2的機制，它增加攝食並在肥胖發生中起重要作用，但不受瘦素通路的調控。本研究將進一步確定這種依賴於Rcan2的機制，包括：1，明確Rcan2的哪一種剪下體突出表達於調控攝食的神經核團；2，確定下丘腦中調控Rcan2表達的上游分子；3，篩選並鑑定下丘腦中Rcan2調控的靶基因。本研究將增加我們對體重調控及肥胖發生機制的了解。

結題摘要

近幾十年來肥胖在全球爆發，嚴重地影響人類的健康。肥胖的爆發被認為是遺傳因素與環境因素相互作用的結果，流行病學的研究表明肥胖的發生與營養過剩相關，但對其中的遺傳因素了解甚少。我們首次發現可能存在一種依賴於Rcan2基因的機制：它以固定的方式增加攝食並促進體重增加，在年齡及高能量食物引起的肥胖發生中起重要的作用。 本研究進一步確定這種依賴Rcan2的體重調節機制的組成：一、通過酵母雙雜交篩選與Rcan2-3相互作用的基因：Rcan2-3剪下變體在飢餓中表達上調，並作用於飢餓引起的過度攝食行為。我們構建了pGBKT7-Rcan2-3質粒，然後用構建好的質粒轉化Y2HGold 酵母菌。轉化後的Y2HGold菌與轉化有均一化的小鼠腦文庫（Mate & PlateTM library, Clontech）的Y187酵母菌混合進行雙雜交篩選，兩種酵母菌的接合效率為5.4 %。在SD/-Leu/-Trp/AbA平板上共篩選了約320萬個酵母克隆。我們對陽性克隆中的插入基因進行分析，發現其中一種為Bbs12基因（NM_001255992），其突變雖然導致Bardet-Biedl 綜合症，但該綜合症也伴有肥胖的症狀；而另外一種插入基因為未知功能的小鼠下丘腦cDNA（AK138375）。我們將它們的編碼序列插入到pCMV-Tag4質粒中，同時將Rcan2-3的編碼序列插入到pCMV-Tag3質粒，然後分別將兩種構建好的質粒共轉染到293T細胞中。我們正通過免疫共沉澱的方法檢測Rcan2-3與這兩種基因的相互作用。二、檢測p70S6K1基因是否是下丘腦中調控Rcan2表達的上游基因。已有報導p70S6K1基因是甲狀腺激素上調Rcan2-3表達所經信號通路的組成分子，並且p70S6K1基因敲除小鼠與Rcan2基因敲除小鼠的表現型類似，因此我們推測p70S6K1基因可能是下丘腦中調控Rcan2表達的上游基因。然而，我們檢測發現p70S6K1基因的敲除並沒有影響Rcan2的兩種剪下變體在下丘腦中的表達。我們正檢測p70S6K1基因的敲除是否影響了飢餓過程中Rcan2基因的表達變化。此外，我們還在監測Rcan2基因敲除小鼠、p70S6K1基因敲除小鼠以及雙基因敲除小鼠的體重生長曲線，進一步判斷Rcan2基因和p70S6K1基因是否是通過同一體重調節機制影響體重。