中枢nesfatin-1对2型糖尿病小鼠脂肪代谢调节机制及相关中枢环路的研究

Nesfatin-1 has been identified as an anorectic molecule implicated in the physiologic regulation of food intake. Its roles in the regulation of food intake and glucose metabolism are relatively well established. However, its role in the regulation of fat metabolism remains unclear. Our previous study showed that peripheral nesfatin-1 also exerts an effect on fat metabolism. The goal of the present study: 1) protein level and gene expression of nesfatin-1 in various tissue were analyzed in the progress of type 2 diabetes (T2DM) mice. 2) Activated hormone sensitive lipase (HSL), PKA and PAT levels in white adipose tissue (WAT) and skeletal muscle will be measured in T2DM mice after i.c.v., 4th ventricle or PVN injection of nesfatin-1. 3) To further delineate the neural networks integrating fat metabolism in WAT and skeletal muscle, we try to map the synaptically linked multineuronal efferent pathways from the CNS to WAT and skeletal muscle，by using the retrograde neuronal tracer pseudorabies virus (PRV) in combination with i.c.v. nesfatin-1 injection of a c-Fos expressing to identify CNS regions innervating WAT and skeletal muscle. These data will suggest that specific hypothalamic and brainstem neural populations and nesfatin-1 neurons that form a circuit to integrate sympathetic outflow to WAT and skeletal muscle, indicating that nesfatin-1 acts in the brain to influence fat metabolism within skeletal muscle and WAT.

Nesfatin-1参与2型糖尿病(T2DM)糖代谢调节，然而在生理或糖尿病状态下，nesfatin-1对脂肪代谢的研究仍为空白。本课题组在首次观察到外周nesfatin-1参与T2DM小鼠脂肪代谢的基础上，拟用高热量饮食配合小剂量链脲佐菌素（STZ）制作的T2DM小鼠模型，开展中枢nesfatin-1对脂肪代谢的研究：（1）观察糖尿病小鼠不同发病时期各组织器官nesfatin-1的蛋白和基因水平变化，探究nesfatin-1与T2DM病理生理的相关性；（2）选取白色脂肪和骨骼肌作为研究外周脂肪代谢的靶器官，探究中枢nesfatin-1对T2DM小鼠脂肪代谢调节的分子机制，并通过手术或药物阻断交感神经，观察交感神经参与中枢nesfatin-1调节外周脂肪代谢的作用；（3）利用PRV逆行追踪等技术，探究中枢nesfatin-1调节外周脂肪代谢的下丘脑（PVN）和脑干（NTS）之间的神经环路。

Nesfatin-1参与2型糖尿病(T2DM)糖代谢调节，然而在生理或糖尿病状态下，nesfatin-1对脂肪代谢的研究仍为空白。本课题组在首次观察到外周nesfatin-1参与T2DM小鼠脂肪代谢的基础上，用高热量饮食配合小剂量链脲佐菌素制作的T2DM小鼠模型，开展中枢nesfatin-1对脂肪代谢的研究。.研究内容：1.探究nesfatin-1与T2DM病理生理的相关性；2.探究中枢和外周nesfatin-1对T2DM小鼠脂肪代谢调节的分子机制；3.探究中枢nesfatin-1对脑干外侧臂旁核中葡萄糖敏感神经元、外周脂肪代谢、摄食和体重的影响。.研究结果：1.2型糖尿病模型鼠nesfatin-1的表达在下丘脑室旁核明显降低；在外周血液及胃粘膜于后期显著升高。2.在中枢迷走神经复合体、室旁核、外侧区和脑干中的LPBN及外周注射减少糖尿病模型鼠摄食的增加；3.中枢和外周注射nesfatin-1增加了外周组织的脂肪代谢和产热：4.外周注射nesfatin-1可降低血糖与游离脂肪酸水平、提高胰岛素水平、降低胰岛素抵抗系数，增加肌肉中p-AMPK和p-ACC水平。5.肾上腺素能阻断剂和外科手术切断后肢神经能阻断中枢nesfatin-1作用。.关于探究中枢nesfatin-1调节外周脂肪代谢的下丘脑和脑干之间的神经环路，由于在操作过程中发现逆行追踪过程中外周神经元对追踪物的摄取能力有一定困难，我们未按原方案进行，然而我们追加了脑干和下丘脑中葡萄糖敏感神经元对nesfatin-1反应的研究。电生理技术观察到nesfatin-1对下丘脑和DVC及LPBN中激发大部分葡萄糖抑制神经元，并抑制大部分葡萄糖兴奋神经元。.计划以外的新的发现：外侧壁旁核内注射nesfatin-1显着降低体重，升高棕色脂肪组织中UCP-1的表达，并影响棕色脂肪组织的数量，且这些作用可以被SHU9119消除。我们发现外周nesfatin-1抑制摄食、降低血糖、提高糖耐量的作用在同时注射GHSR拮抗剂后消失，引用GHSR-/-鼠进一步证实了此结论。.本课题的研究将有助于阐明 Nesfatin-1参与 2 型糖尿病的病理生理以及中枢nesfaitn-1神经元影响外周脂肪代谢和相关的分子机制与神经通