钙敏感受体通过极后区-孤束核-臂旁核GLP-1通路影响摄食的研究

目的目前肥胖是全球最严重的健康问题之一。食物摄入过多是导致肥胖的主要原因。因此深入研究摄食的调节机制,有助于寻找靶点,治疗肥胖。摄食功能主要受中枢神经系统和肠道内分泌系统的调控。已有研究显示,钙离子敏感受体(CaSR)在中枢和摄食调控有关的脑区广泛分布,包括下丘脑,脑干和边缘系统,尤其在脑干极后区(AP)中有丰富的表达。AP与孤束核(NTS)之间有紧insect microbiota密的纤维联系,而NTS中的胰高血糖素样肽-1(GLP-1)阳性神经元与臂旁核(PBN)有单突触联系,因此本研究主要探究AP中CaSR通过NTS-PBN GLP-1通路影响摄食的机制。方法1.摄食行为分析法,观察AP微量给予CaSR激动剂-R568后对正常和肥胖小鼠摄食量的影响;GABA-A受体阻断剂、GLP-1R阻断剂Canagliflozin化学结构对R568引起的摄食抑制作用的影响;2.酶联免疫吸附法(ELISA),检测正常及肥胖小鼠AP中神经递质γ-氨基丁酸(GABA)、CaSR、NTS中GLP-1及PBN中GLP-1R的含量;3.AP中微量注射顺行示踪病毒(rAAV-hSyn-mCherry-WPRE-hGH pA),观察AP-NTS的神经纤维投射及其与GLP-1阳性神经元解剖关系;4.利用Gcg-IRES-CreERT2小鼠,采用化学遗传法(NTS注射AAV-EFla-DIOh M4D(Gi)-EGFP-WPRE)抑制NTS中GLP-1神经元,观察对R568引起的摄食抑制作用的影响;5.采用免疫荧光染色法,观察NTS中GLP-1和c-fos免疫阳性细胞及PBN中胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)与c-fos的共染情况;6.制作高脂饮食诱导肥胖小鼠模型,AP连续微量注射R568两周后,观察小鼠体重变化。结果1.摄食结果显示,AP中微量注射R568后,与DMSO组相比,在0-1h,1-2h内,小鼠的摄食量明显减少(P<0.05)。2.ELISA法结果显示,AP微量注射R568后,与对照组相比,AP中GABA的含量明显增加(P<0.05),同时,NTS中GLP-1的释放也显著增加(P<0.05)。3.免疫荧光染色结果显示,AP中微量注射R568后,与对照组相比,NTS中GLP-1,c-fos免疫反应阳性神经元及GLP-1与c-fos免疫反应阳性共表达神经元数目明显增加(P<0.05)。4.预先在AP中微量注射GABA-A受体阻断剂BicuElexacaftorculline,R568引起的厌食效应减弱(P<0.05)。5.顺行追踪技术联合免疫荧光染色结果显示,AP中微量注射顺行病毒后,在荧光显微镜下观察到NTS中有明显顺行纤维,IF结果显示GLP-1阳性神经元周围有顺行纤维。说明AP有神经元发出投射到NTS GLP-1阳性神经元。6.Elisa结果显示,AP中微量注射GABA-A受体阻断剂Bicuculline后,减弱了R568引起GLP-1含量增加(P<0.05)。7.化学遗传法结果显示,抑制NTS的GLP-1神经元后,R568引起的厌食效应减弱(P<0.05)。8.荧光免疫组织染色方法研究显示,AP中微量注射R568后,与对照组相比,PBN中GLP-1R、c-fos免疫阳性及GLP-1R与c-fos免疫阳性共表达神经元的数量显著增加(P<0.05)。9.预先在PBN中微量注射GLP-1R阻断剂Exendin(9-39),R568引起的厌食效应被抑制(P<0.05)。10.摄食结果显示,在肥胖小鼠的AP中微量注射R568后,与对照组相比,在0-1h,1-2h内,肥胖小鼠的食物摄入量明显减少(P<0.05)。11.Elisa结果显示,肥胖小鼠中CaSR的含量明显增加,NTS中GLP-1及PBN中GLP-1R水平显著降低(P<0.05);IF结果也显示肥胖小鼠中CaSR阳性神经元的数目明显增加,而NTS中GLP-1以及PBN中GLP-1R阳性神经元的数目明显降低。12.肥胖小鼠AP连续14天微量注射R568之后,与DMSO组相比,小鼠体重明显降低;NTS中GLP-1的含量及PBN中GLP-1R的含量也明显增加(P<0.05)。荧光免疫组化观察到NTS GLP-1阳性神经元和PBN GLP-1R表达量增加。结论在正常小鼠,AP的CaSR激活可以通过促进GABA的释放,进而引起小鼠短时间内食物摄入量降低。该作用与AP-NTS-PBN的GLP-1通路激活有关,但AP的GABA神经元不参与该作用。肥胖小鼠NTS-PBN的GLP-1通路活性降低可能和肥胖的发生有关;肥胖小鼠AP中CaSR表达量明显增加,AP微量注射R568 2周,可通过激活CaSR,提高AP-NTS-PBN的GLP-1通路兴奋性,进而抑制摄食,降低小鼠体重。我们的研究将为肥胖的治疗提供新的靶点,为能量代谢疾病的研究提供新的方向。