瘦素受体新的内源性配体ORM1研究

In mordern society, the study about obesity and its related diseases draw more and more attention. Leptin and leptin recepor (LR) system controls food intake and energy metabolism. In previous studies, we found ORM1-/- mice showed significantly increased body weight, fat index and decreased glycogen tolerance. Further studies found ORM1 can bind to LR in hypothalamus and activated its signal pathway, suggesting that ORM1 may be a novel endogenous LR ligand. In present studies, we plan to further verify the physical interaction between ORM1 and LR in vivo and in vitro by using the techniques of co-immunoprecipitation, flow cytometry, proximity ligation assay (PLA) and radioreceptor binding assay (RBA), demonstrate the effect of ORM1 on the hypothalamus LR signal pathway and energy metabolism by using ORM1-/- or transgenic mice and hypothalamus ORM1 knockdown or overexpression mice, and clarify the role of LR in ORM1 regulation to food intake and energy metabolism by using the LR-deficient mice and hypothalamus LR knockdown mice. Lastly, the relationship was analyzed between the body weight, BMI of patients with obesity and diabetes and serum ORM1 level. ORM1 may be a novel endogenous ligand of LR and act as a new target for metabolism diseases such as obesity, diabetes, insulin resistance and so on.

研究肥胖及其相关代谢性疾病的生理病理机制意义重大。瘦素和下丘脑瘦素受体系统是机体控制摄食，调节能量代谢的重要通路。本项目前期研究发现：ORM1 敲除小鼠肥胖，体脂增加，糖耐量下降；ORM1可以结合下丘脑瘦素受体，活化瘦素受体的信号通路，提示ORM1可能是瘦素受体新的内源性配体。本项目拟进一步利用免疫共沉淀，放射性配体受体结合实验，邻位连接技术，流式细胞技术，从整体到细胞确证ORM1是瘦素受体的配体。利用ORM1敲除和过表达小鼠，下丘脑局部ORM1敲减和过表达小鼠，明确ORM1对瘦素受体信号通路的影响以及能量代谢的调控。利用瘦素受体缺陷的db/db小鼠，下丘脑瘦素受体敲减小鼠，确证ORM1通过瘦素受体参与能量代谢。最后，观察肥胖和糖尿病病人血清ORM1与体重、BMI之间的关系。本项目的完成，将阐明一个新的瘦素受体内源性配体。ORM1可能成为肥胖、糖尿病、胰岛素抵抗等疾病研究的新靶点。

肥胖是胰岛素抵抗、糖尿病、心血管病等代谢综合征的主要组成成分和病理生理基础，由此带来的医疗费用、社会负担是不言而喻的。研究肥胖症及其相关疾病的生理病理机制和防治措施已经成为21世纪科学研究的迫切任务[1]。本项目发现急性期蛋白ORM参与能量代谢和摄食的调节。ORM1敲除小鼠表现为能量代谢失衡：体重和脏器脂肪含量显著增加，高胰岛素血症、高瘦素血症，胰岛素耐量下降，甘油三脂增加并伴有脂肪肝。在高脂喂食和db/db（瘦素受体缺陷）肥胖小鼠的血清、脂肪、和肝组织中都显著增加。静脉或者腹腔注射ORM可以显著降低C57BL/6、高脂喂食以及瘦素缺陷的ob/ob小鼠的摄食。但是在db/db小鼠，以及弓状核瘦素受体敲除的小鼠，这一作用消失。弓状核过表达ORM1，可以显著降低小鼠摄食，体重和血清胰岛素水平。进一步，我们发现ORM可以直接结合下丘脑和GT1-7细胞的瘦素受体，活化其下游JAK2-STAT3信号通路，提示ORM可以通过中枢瘦素受体调节摄食和能量稳态。ORM可能成为肥胖、糖尿病、胰岛素抵抗等代谢性疾病研究的新靶点，具有广阔的研究和应用前景。目前已有的成果：SCI论文7篇，IF>5分三篇，代表性论著发表在美国糖尿病协会会刊Diatebets（IF:8.864）。ORM减肥专利申请一项，以ORM为靶点的药物申请专利1项。培养研究生3名。相关研究：1人获全军优秀博士论文、中国药理学会-施维雅青年药理学家奖、中国科协 2017-2019年度“青年人才托举工程”。1人获得全国心血管会议青年优秀论文报告一等奖，1人获上海市药理学会青年优秀论文报告一等奖。