竞彩堂5分快3

郭非凡研究組發現中樞杏仁核感應氨基酸調控白脂褐脂化的新機理

作者: 2020-06-09 來源:
放大 縮小

  2020年6月5日,國際學術期刊Nature Communications 在线发表了竞彩堂5分快3郭非凡课题组的研究论文“Activation of GCN2/ATF4 signals in amygdalar PKC-δ neurons promotes WAT browning under leucine deprivation”。该研究发现亮氨酸缺乏可以引起机体白色脂肪发生褐脂化,进一步发现该过程受中枢神经系统杏仁核PKC-δ神经元中GCN2/ATF4等信号调控,通过激活交感神经传到脂肪组织,促进白脂褐脂化的发生。

  人类主要有两类脂肪:负责储存能量的白色脂肪(WAT)和负责产热耗能的褐色脂肪(BAT),白脂和褐脂在一定条件下可以相互转换,即白脂褐脂化过程和褐脂白脂化过程。然而人体内的褐脂含量极少,因此近年来,研究白脂褐脂化来促进产热和降低体重的研究成为热点。冷刺激和交感神经激活是目前比较明确诱导白脂发生褐脂化的因素, 而该过程的营养调控作用与机理人们知之甚少。氨基酸在机体代谢中起着重要作用,如支链氨基酸中的亮氨酸,可以调控脂质代谢、葡萄糖利和能量消耗。然而其是否能调控白脂褐脂化还未知。

  中樞神經系統的下丘腦神經元,如POMC神經元和AgRP神經元,均可調控白脂褐脂化,而其他腦區在其中的作用還鮮有報道。杏仁核主要是參與情緒等調控,但近來研究發現該腦區也可參與代謝調控,提示該腦區可能有重要功能有待探討。該研究的主要目的即是探討中樞杏仁核是否可感應氨基酸並調控白脂褐脂化過程。

  研究人員首先發現,亮氨酸缺乏飲食可以促進小鼠白色脂肪的褐脂化。進一步研究發現亮氨酸缺乏時杏仁核中的PKC-δ神經元活性增強。利用化學遺傳學技術特異抑制PKC-δ神經元活性可以阻止亮氨酸缺乏引起的白脂褐脂化。因爲GCN2/ATF4信號是感應氨基酸缺乏的關鍵通路,研究人員發現杏仁核PKC-δ神經元中的GCN2/ATF4信號激活,且分別在PKC-δ神經元中敲減GCN2和ATF4均可回複亮氨酸缺乏引起的白脂褐脂化。ATF4作爲GCN2下遊,特異激活也可逆轉GCN2對褐脂化調控的作用。中樞神經系統可以通過交感神經傳遞信號到外周,研究發現亮氨酸缺乏時白脂的交感神經激活,通過藥物切除白脂的交感神經後可以抑制褐脂化過程;此外,在抑制PKC-δ神經元活性的小鼠中注射藥物激活交感神經通路可以回補被抑制的褐脂化進程。

  綜上,本研究發現亮氨酸缺乏可以引起機體産生白脂褐脂化過程,該過程是通過中樞杏仁核PKC-δ神經元中GCN2/ATF4信號來激活神經元活性,進而激活交感神經,促進白脂褐脂化。該研究對深入了解營養、中樞神經系統和脂質代謝的相互作用具有重要意義,並爲白脂褐脂化的研究和應用提供更多的理論基礎和探索方向。

  竞彩堂5分快3郭非凡研究员为该论文的通讯作者,原飞翔博士为第一作者。该工作得到了陈雁研究员,翟琦巍研究员及应浩研究员的大力支持。该研究还得到了科技部、国家自然科学基金委、上海市科委及中國科學院等项目的资助,同时也得到了竞彩堂5分快3公共技术平台和动物平台的支持。(科技处)

  文章鏈接:http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-16662-2


圖:亮氨酸缺乏通過杏仁核PKC-δ神經元中GCN2/ATF4信號激活交感神經調控白脂褐脂化模式圖。

附件: