A human genetic variant ties defective hypothalamic development to obesity and diabetes

人类遗传变异将下丘脑发育缺陷与肥胖和糖尿病联系起来

基本信息

  • 批准号:
    10339209
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2025-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY A heterozygous missense mutation OtpQ153R/+ has recently been discovered in a cohort of individuals with severe, early-onset obesity. Like many other obesity-associated variants, despite a strong association, a causal relationship has yet been established. Otp encodes a transcription factor that is highly conserved across multiple species. Importantly, mice and humans share the identical amino acid sequence of Otp. To study the functional impact of OtpQ153R/+, we have generated new knock-in mice that carry the same human mutation. Similar to the human subjects, we found that mice heterozygous for OtpQ153R (OtpQ153R/+) survive through adulthood but develop obesity and glucose intolerance. These findings, therefore, strongly support a causal role for OtpQ153R/+ in human obesity. We propose to investigate the mechanisms behind OtpQ153R-induced obesity and glucose deficits. Otp is broadly distributed in the central nervous system. To determine the brain site where Otp deficiency impairs energy and glucose balance, we generated and characterized a floxed Otp allele (Otpflox). Our new preliminary studies show that selective loss of Otp in forebrain Sim1-Cre-expressing neurons reproduces lethality seen in Otp null mice, whereas its haploinsufficiency in these neurons results in obesity. Furthermore, we find that Otp is transiently expressed in a subset of immature POMC neurons in the arcuate nucleus of the hypothalamus (ARH) and is required for the POMC→NPY/AgRP fate switch during development. Selective deletion of Otp in these neurons leads to a significant loss of POMC-derived NPY/AgRP neuron identity. Collectively, our new findings suggest that Otp plays critical roles in two distinct populations of hypothalamic neurons to regulate energy and glucose metabolism. In summary, the overarching goals of these studies are to better understand OtpQ153R-induced pathophysiology and develop mechanism-based therapeutics to mitigate metabolic syndrome in human OtpQ153R/+ patients.
项目摘要 最近在一组严重,严重, 早期发作的肥胖。像许多其他与肥胖相关的变体一样,做一个牢固的关联,因果关系 关系尚未建立。 OTP编码在多种物种中高度保守的转录因子。重要的是,老鼠和 人类共享OTP的相同氨基酸序列。为了研究OTPQ153R/+的功能影响,我们有 产生了带有相同人类突变的新的敲入小鼠。与人类主题相似,我们发现 OTPQ153R(OTPQ153R/+)的杂合子杂合子生存,但会产生肥胖和葡萄糖 intlerance。因此,这些发现强烈支持OTPQ153R/+在人类肥胖中的因果作用。 我们建议研究OTPQ153R诱导的肥胖症和葡萄糖定义的机制。 OTP广泛 分布在中枢神经系统中。确定otp缺乏会损害能量和的大脑部位 葡萄糖平衡,我们生成并表征了Floxed OTP等位基因(OTPFLOX)。我们的新初步研究表明 前脑SIM1-表达神经元中OTP的选择性损失可再现在OTP无效小鼠中的致死性, 而其在这些神经元中的单倍不足会导致肥胖。此外,我们发现OTP是瞬时的 在下丘脑(ARH)的弧形核中未成熟的POMC神经元子集中表达 在开发过程中,POMC→NPY/AGRP命运开关所需。这些神经元中OTP的选择性删除 导致POMC衍生的NPY/AGRP神经元身份的显着丧失。总的来说,我们的新发现暗示了 OTP在下丘脑神经元的两个不同种群中起着关键作用,以调节能量和葡萄糖 代谢。 总之,这些研究的总体目标是更好地了解OTPQ153R诱导的病理生理学 并开发基于机制的治疗剂来减轻人类OTPQ153R/+患者的代谢综合征。

项目成果

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