台湾中原大学一项研究表明瘦素除了控制食欲外还在行为反应中发挥作用

2018-12-29    阅读次数:281

瘦素(Leptin)是一种由外周脂肪组织分泌的激素,可调节动物的食欲。在人类中,瘦素与特异性受体(LepR)结合,并介导与饮食和能量稳态相关的不同信号通路。最近,有证据表明瘦素除了控制食欲外,还在行为反应中发挥作用。

鱼是低等脊椎动物瘦素功能研究的新动物模型。leptin / LepR激素系统在鱼和哺乳动物之间是进化上保守的,斑马鱼中的leptinLepR敲除模型在研究leptin相关行为方面具有前景。

最近,台湾中原大学的一项研究,研究者成功敲除(KO)瘦素alepa)基因,研究瘦素对斑马鱼模型中非食欲行为的潜在作用,尤其是对行为的影响。突变的lepa基因的相应翻译蛋白质大小从166个氨基酸(aa)缩短至116个氨基酸。

野生型(WT)斑马鱼和瘦素a基因敲除(KO)斑马鱼中不同的三维结构蛋白(图片源自原文)

   

    形态学和食欲分析显示,Lepa KO鱼表现出肥胖(在体长和体重)表型,比两种性别的野生型(WT)鱼大得多。 Lepa KO鱼也有更好的食欲,结果与瘦素控制食物摄入的典型功能相符。

  

Lepa KO斑马鱼肥胖表型(图片源自原文)

比较野生型和lepa KO斑马鱼行为终点在3D运动试验中一些评价指标的差异:(A)平均速度、 (B)平均角速度、(C)水箱顶部的持续时间、(D)蜿蜒、(E)游泳时间运动比例、(F)快速运动时间比; 以及比较在新的水箱暴露测试(测量面对新环境的鱼的焦虑水平的测试)各个评价指标的不同:(G)平均速度; (H)冷冻时间移动比率、(I)水箱顶部的持续时间、(J)水箱顶部的入口次数、(K)进入水箱顶部的潜伏期、(L)在水箱顶部行进的总距离,结果表明Lepa KO斑马鱼通过更快的运动和强大的探索行为显示多动症。

其他方面研究表明,Lepa KO斑马鱼显示出焦虑的表型:对捕食者表现出较少的攻击性和较少的恐惧,较少的社交互动、昼夜节律失调、颜色偏好减少。

生化分析表明,Lepa KO斑马鱼显示出大脑中的褪黑激素,去甲肾上腺素,乙酰胆碱和血清素水平显著降低,而脑中的多巴胺,甘氨酸和皮质醇水平显着升高,脑ROS水平升高,抗氧化酶过氧化氢酶水平降低,大脑中表现出更强的氧化损伤。

 该研究通过功能丧失多行为终点测试和生化分析,为lepa基因调节斑马鱼的焦虑,攻击,恐惧和昼夜节律行为的关键作用提供了有力证据。研究者对瘦素缺乏影响斑马鱼行为的机制作出假设。

瘦素缺乏影响斑马鱼行为的机制(图片源自原文)








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