変異AMPキナーゼを用いた代謝症候群発症モデルマウスの作製と解析

使用突变 AMP 激酶创建和分析代谢综合征小鼠模型

基本信息

批准号：
18790629
负责人：
岡本士毅
金额：
$ 2.24万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18790629/
关键词：
脳・神経ウィルスメタボリックシンドローム AMPキナーゼ

项目摘要

視床下部は、動物個体のエネルギー代謝を自律的に調節しており、視床下部AMPキナーゼ(AMPK)が、レプチンやグルコースなどのシグナル分子として摂食行動を調節することが明らかとなった。本研究では、活性型AMPKをコードするレンチウィルスベクターをマウス視床下部に接種して活性型AMPKを持続的に発現させ、感染マウスの体重変動と摂食行動に及ぼす影響を調べた。視床下部室傍核(PVN)に活性型AMPKを発現させたマウスは過食となり、肥満した。また通常食に含まれるコーンスターチの代わりに蔗糖を多く含む食餌を与えても過食となったが、高脂肪食を与えると対照群は過食となるが、このマウスは過食とならなかった。そこでPVNのAMPKが食餌嗜好性を調節する可能性を考え、二種類の食餌を選択、摂食できるケージを考案し自由摂食させた。その結果、活性型AMPK発現群は高蔗糖食を多く摂食し、高脂肪食の摂食量が低下していた。視床下部におけるmRNA発現変動を調べると、活性型AMPK発現群のPVNにおいて選択的に脂肪酸酸化関連遺伝子群が上昇し、AMPKの下流分子であり脂肪酸酸化を調節するアセチルCoAカルボキシラーゼのリン酸化も亢進していた。さらにex vivoにおいてPVNにおける脂肪酸酸化も亢進していた。そこでミトコンドリアへの脂肪酸取り込みに関与する酵素CPT1のインヒビター、etomoxirをPVNに前投与すると、嗜好性は完全に逆転し高脂肪食を多く摂食した。さらにPVNでのAMPK活性が上昇する24時間の絶食後、メラノコルチン受容体アンタゴニストAGRP投与によっても高蔗糖食を多く摂食した。これらの反応もetomoxirをPVNに投与すると嗜好性が逆転した。反対に、PVNのAMPK活性を抑制するメラノコルチン受容体アゴニスト(MT-II)を投与すると絶食後の再摂食にも関わらず、高脂肪食を多く摂食した。以上の事から、PVNのAMPKは、脂肪酸酸化を介して炭水化物食、脂肪食の嗜好性を制御することが明らかとなった。またその調節にはメラノコルチン受容体が関与すると考えられる。

下丘脑自主调节动物个体的能量代谢，研究表明下丘脑 AMP 激酶（AMPK）作为瘦素和葡萄糖等信号分子调节摄食行为。在本研究中，我们将编码活性AMPK的慢病毒载体接种到小鼠下丘脑，实现活性AMPK的持续表达，并研究其对感染小鼠体重波动和摄食行为的影响。下丘脑室旁核 (PVN) 表达活跃 AMPK 的小鼠暴饮暴食并变得肥胖。当喂食富含蔗糖的饮食而不是正常饮食中的玉米淀粉时，小鼠也会暴饮暴食，但对照组在给予高脂肪饮食时并没有暴饮暴食。考虑到PVN中AMPK调节食物偏好的可能性，我们选择了两种饮食，设计了一个可以让它们进食的笼子，让它们自由进食。结果，表达活性AMPK的组吃了更多的高蔗糖饮食，而高脂肪饮食的摄入量减少了。对下丘脑 mRNA 表达变化的检查表明，在活跃 AMPK 表达组的 PVN 中，脂肪酸氧化相关基因选择性升高，乙酰辅酶 A 羧化酶（AMPK 下游分子，调节脂肪酸氧化）磷酸化，也得到了增强。此外，PVN 中的脂肪酸氧化也在体外得到增强。当将依托莫克西（CPT1（一种参与线粒体摄取脂肪酸的酶）的抑制剂）预先给予 PVN 时，这种偏好完全逆转，动物吃了更多的高脂肪食物。此外，禁食24小时后，当PVN中的AMPK活性增加时，给予黑皮质素受体拮抗剂AGRP以增加高蔗糖饮食的摄入量。当将依托莫克西注射到 PVN 时，这些反应也发生逆转。另一方面，当给予抑制PVN中AMPK活性的黑皮质素受体激动剂（MT-II）时，尽管禁食后重新进食，大鼠仍会吃更多的高脂肪食物。由上可知，PVN 中的 AMPK 通过脂肪酸氧化来控制对碳水化合物和脂肪食物的偏好。人们还认为黑皮质素受体参与其调节。