Nature Medicine:徐勇教授抗精神药物靶点受体介导肥胖的发生

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五羟色胺(5-HT)属于中枢神经系统中单胺类神经递质 , 广泛应用于治疗肥胖和抑郁症等疾病中 。 目前研究表明5-HT至少存在14种不同的受体 , 通过不同的信号通路调控体重、情绪 , 这种受体复杂性带来了诸多药物作用的不确定性 。
第二代抗精神药物(氯氮平和奥氮平)通过结合不同的5-HT受体改善不同的精神症状 , 但会引起高达60%的患者出现饥饿感和体重增加等不良反应 。
动物实验表明降低大脑5-HT引起过度摄食 , 导致肥胖的发生;而促进5-HT含量则抑制进食 。 5-HT的抑制食欲作用主要由下丘脑阿黑皮素原(POMC)神经元上表达的5-HT2C受体(5-HT2CR)介导的 。
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Nature Medicine:徐勇教授抗精神药物靶点受体介导肥胖的发生】2022年12月15日美国贝勒医学院徐勇教授在NatureMedicine杂志上发表文章揭示了严重肥胖患者中存在5-HT2C受体突变 , 这种突变可引起机体不适应行为 。
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图1:肥胖者出现5-HT2C受体的基因突变
研究人员通过对2548名肥胖者和1117名健康成年人(体重正常)进行外显子测序发现19名肥胖患者中编码5-HT2C受体的基因存在13个罕见的突变 , 这些携带突变基因的肥胖患者均有过度饮食、体重增加的病史 。 进一步通过离体实验发现在这些5-HT2C受体的基因突变体中 , F327L突变体能够明显引起5-HT2C受体功能障碍 , 定位实验发现F327L突变体位于内质网上 。
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图2:F327L突变体小鼠促进小鼠肥胖
进一步通过CRISPR-Cas9技术将5-HT2CR-F327L突变体敲入小鼠(简称F327L突变体小鼠)后 , 即便是在普通饮食后出现过度摄食、体重增加 , 脂肪脂肪增多 。 在高脂饮食后可加速小鼠肥胖 。 5-HT2CR激动剂可抑制小鼠食欲 , 但这种抑制作用在F327L突变体小鼠中被减弱 , 这就表明5-HT2CR-F327L突变体通过促进摄食增加体重 。
免疫荧光实验发现5-HT2CR激动剂可激活下丘脑POMC神经元 , 但在F327L突变体小鼠这一激活作用被抑制 , 电生理实验也进一步发现F327L突变体小鼠中POMC神经元的放电频率降低 , 5-HT2CR激动剂引起的POMC神经元去极化在F327L突变体小鼠中减弱 , 这就表明F327L突变体小鼠对5-HT2CR激动剂的反应减弱 。
已有研究表明5-HT信号参与威胁引起的防御反应 。 通过闯入者实验发现 , F327L突变体小鼠在面对陌生入侵小鼠后 , 防御行为增强 。 在三箱社交实验中 , F327L突变体小鼠与其他小鼠的社交互动行为明显减少 。 在高架实验中 , F327L突变体小鼠进入开放臂的时间增多 , 表现出抗焦虑状态 。
本文通过肥胖患者遗传学数据发现存在编码5-HT2CR基因存在多个突变 , 其中F327L突变体影响5-HT2CR功能最为明显 , 进一步将F327L突变体敲入小鼠中发现这种突变可引起肥胖和社交行为障碍 。 并进一步揭示了黑素皮质素受体激动剂可能有效治疗携带HTR2C变体严重肥胖患者 。
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