mTOR调节胃粘膜X/A 细胞饥饿激素合成和分泌的作用及机制

胃粘膜X/A内分泌细胞分泌的饥饿激素具有强烈刺激食欲的作用。饥饿激素的产生包括蛋白合成、辛酰化和分泌，但是目前对这一过程的调节机制仍缺乏认识。我们的前期实验表明胃粘膜X/A 细胞内存在着以mTOR为中心的能量感受机制，参与饥饿激素产生的调节。本课题的目的是为了进一步阐明胃粘膜X/A 细胞内的能量感受机制及其在调节饥饿激素产生中的作用和机制。我们将采用基因过表达、基因干扰、基因突变，免疫荧光染色，Western blotting, ELISA等技术研究小鼠和体外培养的X/A细胞内mTOR 活性对细胞内外能量变化的应答及其机制。此外，我们将探讨mTOR活性改变对胃粘膜饥饿激素及其辛酰化酶（饥饿激素O酰基转移酶）表达的作用，以期阐明胃粘膜mTOR 在X/A 细胞感受机体能量水平，调节饥饿激素合成、辛酰化和分泌中的作用，为今后筛选控制摄食、防治肥胖药物提供依据。

细胞内能量感受分子mTOR (mammalian target of rapamycin)是一种高度保守的serine-threonine 类激酶, 它能感受细胞内、外能量水平而调节蛋白质的转录和翻译，进而调节细胞的生长、分化和存活。中枢的mTOR信号分子在维持能量平衡起着重要的作用。另外消化系统在维持机体能量代谢平衡中起举足轻重的作用，不仅是因为机体所需的营养成分都要通过消化道消化吸收，更因为消化道分布着机体最多的内分泌细胞。这些内分泌细胞分泌多种内源性活性肽类分子，参与调节能量代谢的几乎所有环节，是协调机体能量代谢、调节组织器官网络的重要分子。随着新的内源性活性肽类分子ghrelin的发现，胃肠道在能量代谢调节中的地位重新受到广泛重视，ghrelin具有调节摄食和糖代谢的功能使其成为治疗肥胖、糖尿病的一个新靶点，因此寻找新的调控ghrelin合成分泌途径以有效调控ghrelin（特别是辛酰化ghrelin）合成分泌可为治疗肥胖、糖尿病等慢性疾病提供一种高效手段。我们采用细胞分子生物学手段，从体外细胞培养和体内转基因动物水平上探讨细胞内能量感受分子哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）调节ghrelin产生的机制，首次发现了胃粘膜X/A样内分泌细胞内存在着以mTOR为中心的能量感受机制，而mTOR活性对ghrelin的产生有着重要的调控作用，X/A样内分泌细胞内mTOR信号传导可以通过ghrelin调节营养代谢。正常和肥胖小鼠模型上均观察到mTOR抑制剂雷帕霉素诱发了糖耐量减低、胰岛素抵抗，同时伴有血浆辛酰化ghrelin的明显增高。采用ghrelin受体拮抗剂预处理，或者在ghrelin受体基因敲除均发现对雷帕霉素所致的糖代谢紊乱具有保护作用。这一发现提示X/A样内分泌细胞内mTOR是肥胖和相关代谢性疾病防治的新靶点。此外，我们还发现高度特异性催化ghrelin酰基化的酶－Ghrelin O-酰基转移酶（GOAT）在胰岛细胞中表达，胰岛素可抑制GOAT表达，其机制可能与激活mTOR信号通路有关。同时，我们发现雷帕霉素还可以调节ghrelin，gastrin，chromogranin A，somatostatin等胃肠激素的表达。以上发现为能量代谢尤其是糖代谢中体内激素间的相互调控提供了新的理论依据。