下丘脑CRABP1调控能量代谢的作用和分子机制研究
批准号:
82070872
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
李聚学
依托单位:
学科分类:
能量代谢调节异常与肥胖
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李聚学
中文摘要
最近研究发现视黄酸结合蛋白1(CRABP1)在下丘脑弓状核的一些神经元中有特异性表达。目前尚无任何有关CRABP1在下丘脑中的作用和功能的研究报道。前期预实验结果显示,CRABP1特异性地在下丘脑中高表达。在高脂肪饲喂下,Crabp1基因敲除小鼠的体重和体脂率显著上升。我们推测:下丘脑中CRABP1蛋白和CRABP1表达神经元在能量代谢调控中扮演着非常重要的角色。为了验证这一假设,本项目拟开展以下研究:(1)在下丘脑弓状核中特异性敲除Crabp1基因,以阐明CRABP1在下丘脑能量调控的作用;(2)通过各种分子手段验证CRABP1神经元是否是一类新的神经元,并进一步研究CRABP1神经元在能量调控中的作用;(3)深入研究CRABP1调控能量代谢的机理。本研究成果将揭示CRABP1蛋白和CRABP1神经元在能量调控中的作用和调控机理,为肥胖等代谢病的发病病因发现新的机制和治疗靶点。
英文摘要
A recent study has found that retinoic acid-binding protein 1 (CRABP1) is specifically expressed in some neurons of the arcuate nucleus of the hypothalamus. However, there have been no reports on the role and function of CRABP1 in the hypothalamus. Our preliminary results showed that CRABP1 was specifically high expressed in the hypothalamus. Under high fat diet feeding condition, the body weight and body fat rate of Crabp1 knockout mice increased significantly compare to littermate controls. We speculated that CRABP1 protein and CRABP1 expression neurons in the hypothalamus play a very important role in the regulation of energy metabolism. In order to verify this hypothesis, this project intends to carry out the following research: (1) specifically knock out Crabp1 gene in the arcuate nucleus to elucidate the role of Crabp1 in hypothalamic energy regulation; (2) verify whether CRABP1 neurons are a new type of neurons and study the role of CRABP1 neurons in energy regulation; (3) In-depth study on the mechanism of CRABP1 regulating energy metabolism. The results of this study will reveal the role and regulatory mechanism of CRABP1 protein and CRABP1 neurons in energy regulation, discover new mechanisms for the pathogenesis of obesity, and provide new therapeutic targets in obesity treatment.
下丘脑弓状核中存在调控能量代谢的两类关键神经元:POMC神经元和AgRP神经元。目前,尚不清楚下丘脑弓状核中是否存在其它调控能量代谢的重要神经元。单细胞测序研究结果提示,下丘脑弓状核中存在一类表达细胞视黄酸结合蛋白1(CRABP1)的神经元。然而,有关该类神经元的相关研究尚属空白。我们的研究结果显示Crabp1基因在小鼠下丘脑弓状核中有特异性表达,与神经元的标志物NeuN共定位,与其他细胞标志性分子均没有共定位。其次,CRABP1神经元可以投射至下游脑区包括尾状核(CPU)、外侧隔阂(LSV)、终纹床核(BNST)、下丘脑室旁核(PVH)、下丘脑弓状核(ARC)、丘脑室旁核(PVT)、中脑导水管周围灰质(PAG)、臂旁核(PBN)和孤束核(NTS),且PVH、BNST、PBN和NTS等脑区神经元可以逆行性投射到CRABP1神经元。在CRABP1神经元消融小鼠模型中,小鼠表现出体重和摄食量等指标显著增加的肥胖表型特征。激活CRABP1神经元后摄食量显著减少,抑制CRABP1神经元后摄食量显著增加。CRABP1神经元可以通过激活POMC神经元来调控摄食。Crabp1全身基因敲除和下丘脑特异性敲除小鼠在NCD和HFD饲养下均表现出体重和摄食量等代谢指标显著增加的表型。Crabp1基因下丘脑特异性高表达小鼠在NCD和HFD饲养下均表现出体重和摄食量等代谢指标显著减少的代谢表型。各种因子脑灌注及外周注射实验结果显示,CRABP1神经元对Insulin均有反应,而对Leptin、Ghrelin、视黄酸和LPS无反应。电生理实验进一步证实,在Insulin刺激下,CRABP1神经元的放电频率显著增加。通过质谱分析和免疫共沉淀验证,筛选到CRABP1相互作用蛋白TLR2。在CRABP1神经元中特异性敲除TLR2后,在HFD饲养下,小鼠表现出体重和摄食量显著增加的肥胖表型特征。在GT1-7细胞系中高表达CRABP1后,细胞对Insulin的敏感性增加,药物抑制TLR2后,GT1-7细胞高表达CRABP1后增加的Insulin的敏感性消失。综上,本研究发现,CRABP1神经元是一类在调控能量代谢中发挥重要作用的新型神经元,其调控机制可能与CRABP1蛋白调控胰岛素信号的敏感性有关。该研究结果是下丘脑调控能量代谢领域的一项重要发现,为下丘脑调控能量代谢领域开辟了新的研究方向。
下丘脑SGSM2调控能量代谢的作用和分子机制研究
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批准号:82370854
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:李聚学
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依托单位:
下丘脑CRABP1调控能量代谢的作用和分子机制研究
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批准号:92049118
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项目类别:面上项目
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资助金额:55万元
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批准年份:2020
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负责人:李聚学
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依托单位:
高脂肪饮食诱导的肥胖导致下丘脑神经干细胞早衰的分子机制研究
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批准号:92049118
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2020
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负责人:李聚学
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依托单位:
国内基金
海外基金