研究人員調(diào)查基因如何影響小鼠和大鼠的喂養(yǎng)功能

從憤怒到饑餓，我們的各種感官?zèng)_動(dòng)都受到荷爾蒙或神經(jīng)元信號(hào)的調(diào)節(jié)。通常，這些沖動(dòng)表現(xiàn)為行為反應(yīng)，通過復(fù)雜的生物反應(yīng)引起。這些反應(yīng)的成分是通過某些蛋白質(zhì)的表達(dá)在體內(nèi)產(chǎn)生的，而這些蛋白質(zhì)又由某些基因編碼。

Neuromedin U (NMU) 是一種這樣的神經(jīng)元蛋白激素，已在包括哺乳動(dòng)物在內(nèi)的多個(gè)物種中鑒定出多種生理作用。它參與負(fù)責(zé)能量消耗、進(jìn)食行為、生物鐘晝夜循環(huán)維持、腫瘤發(fā)展和免疫力的代謝過程。它的“抗饑餓”(厭食)功能已在包括小鼠在內(nèi)的動(dòng)物模型中得到證實(shí)，使其成為抗肥胖藥物的主要目標(biāo)，其工作原理是抑制身體吃得比實(shí)際需要的多的沖動(dòng).

在老鼠身上，藥物研究表明 NMU 減少食物攝入并增加能量消耗。小鼠缺乏 NMU 會(huì)導(dǎo)致過度進(jìn)食行為、體溫低、活動(dòng)量低和肥胖的發(fā)展。然而，在大鼠的類似給藥實(shí)驗(yàn)中獲得了不一致的結(jié)果，其中 NMU 能量代謝的關(guān)鍵作用仍不清楚。

一個(gè)研究小組先前發(fā)現(xiàn)，由于褪黑激素誘導(dǎo)的抑制，大鼠垂體結(jié)節(jié)部 (PT) 的NmumRNA 表達(dá)在光照階段較高，在黑暗階段較低。同一個(gè)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)檢查了 PT 中的 NMU 是否與喂養(yǎng)節(jié)奏有關(guān)，這導(dǎo)致老鼠主要在晚上進(jìn)食。該研究由岡山大學(xué)自然科學(xué)技術(shù)大學(xué)院的 Sayaka Aizawa 教授和 Shigei 醫(yī)學(xué)研究所的 Makoto Matsuyama 博士共同領(lǐng)導(dǎo)。他們的研究于 2022 年 10 月 27 日在線發(fā)表在 Scientific Reports 上，岡山大學(xué)研究生 Kyoka Yokogi 女士擔(dān)任第一作者。

該團(tuán)隊(duì)希望使用存在或不存在這種神經(jīng)肽的大鼠模型來研究 NMU 的厭食功能。為此，他們首先利用 Matsuyama 博士最近開發(fā)的 rGONAD(通過輸卵管核酸遞送進(jìn)行大鼠基因組編輯)技術(shù)培育出了 NMU 基因被沉默的大鼠。這些大鼠被稱為 Nmu KO 大鼠并且未能產(chǎn)生神經(jīng)肽。然而，與 Nmu KO 小鼠不同的是，Nmu KO 大鼠并沒有增加食物攝入量，也沒有變得肥胖，這讓團(tuán)隊(duì)感到非常驚訝。

鑒于 NMU 可能與進(jìn)食節(jié)奏有關(guān)，研究人員檢查了每日進(jìn)食模式，發(fā)現(xiàn) Nmu KO 和野生型(具有 NMU 基因)大鼠在光照和黑暗階段沒有差異。“大鼠的 NMU 很可能對(duì)進(jìn)食和能量代謝調(diào)節(jié)并不重要，也不是食物攝入的中央調(diào)節(jié)器，”Aizawa 教授解釋說。

鑒于其多種作用，該蛋白質(zhì)存在于多個(gè)器官中，并通過受體傳遞信號(hào)。研究人員發(fā)現(xiàn)，在大鼠大腦中，Nmu 的表達(dá)在垂體 PT 中受到限制且豐富，這在小鼠中從未觀察到。與小鼠相比，NMU 及其受體很少在涉及大鼠進(jìn)食控制的大腦區(qū)域表達(dá)。這表明 NMU 不會(huì)抑制大鼠的攝食。

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