（预防兽医学专业论文）重组瘦蛋白减少实验性肥胖大鼠脂肪沉积的作用研究.pdf

摘要 为了验证重组瘦蛋白( i e p t i n ) 有减少动物脂肪沉积的作用，以及对内分泌 的影响，并为进一步研究重组瘦蛋白在今后用于人类肥胖症的治疗和改善动物生 产性能和肉品质方面提供理论依据和实验基础，本试验通过建立大鼠肥胖模型， 用重组瘦蛋白进行动物试验。试验选择体重为5 0 6 0 9 的s d 大鼠7 5 只，随机分 为5 个组，其中第1 组饲喂低能量饲料作为建立肥胖模型的对照组，第1 i 、i 、 、v 组饲喂高能量饲料，建立肥胖模型。建立肥胖模型后，第1 i 组作为注射试 验对照组注射生理盐水；第i 、v 组为试验组，分别腹腔注射高、巾、低 剂量的重组瘦蛋白1 0m g ，0 5 m g ，0 1 m g 。 研究结果表明，肥胖模型大鼠在注射重组瘦蛋白后，高密度脂蛋( h d l ) ，从 注射后第一周开始。比对照组有不同程度的提高，并且一直持续到第三周，差异 显著( p o 0 5 ) ；注射瘦 蛋自后赢清生长激素( g h ) 从第一周开始高于对照组，并持续到实验结束，差异 显著( p 0 0 1 ) ；注射瘦蛋自后试验组血清胰岛素( i n s ) 含量开始降低，并且一 直持续到第一周结束，且差异显著( p o 0 5 ) ；注射瘦蛋白后试验组血清三碘甲 状腺原氨酸( k ) 、四碘甲状腺氨酸( t d 含量高于对照组；注射重组瘦蛋白后试 验组血清胰岛索样生长因子一i ( i g f - i ) 的含量高于对照组，并一直持续到第 三周结束，且高剂量注射组( 1 0 m g ) 与对照组差异显著( p o 0 5 ) 。试验表明重 组瘦蛋白具有重要生物学活性，生理功能包括：感受机体的营养状态抑制摄食， 刺激或维持能量消耗，影响内分泌系统。由于i n s 能促进脂肪的合成，而g h 、i g 卜 i 、t 。、t l 都能促进脂肪的分解。重组l e p t i n 通过促进g h 、i g 卜i 、k 、l 的分泌， 将使脂肪加速分解；抑制i n s 的分泌，而抑制脂肪的合成。所以重组瘦蛋白具有 减少脂肪沉积和改善动物生产性能作用。 本试验为进一步研究瘦蛋自在人类治疗与肥胖相关的疾病及动物生产领域 的应用奠定了怠好的基础。 关键词：重组瘦蛋白；脂肪代谢；内分泌；肥胖；大鼠 s u m m a r y i no r d e rt ov 耐黟t h ee f f e c to f r e c o m b i n el e p t i nr e d u c i n gf a td e p o s i t i o na n ds t u d y t h ee f f e c to ne n d o c r i n em e t a b o l i s m ，r e c o m b i n el e p d n 啪sf i r s t l yp r e p a r e di nr a ta n d t h ep a t t e r no ff a ts dr a t sw a sf o u n d e di nt h i se x p e r i m e n t , w h i c hw o u l da f f o r dt h e o r y e v i d e n c ea n de x p e r i m e n td a t af o rt h e 位 r a p yo fa d i p o s i t ya n dt h ei m p r o v e m e n to f g r o w t hp e r f o r m a n c ea n dm e a tq u a l i t y t h i se x p e r i m e n tc h o s e d7 5s dr a t s ，w e i g h t i n g a p p r o x i m a t e l y5 0 9 - 6 0g 7 5s d r a t sw e l ea l l o c a t e dr a n d o m l yt of i v eg r o u p s ( f i f t e e n r a t si ne a e l a ) g r o u p1w s su s e da se o n l r o lg r o u pf o rf o u n d i n gt h ef a tp a t t e r na n df e d w j t l ll o w e re n e r g yf e e d ，g r o u p 、i l i 、vw e r eu s e da se x p e r i m e n tg r o u pa n d f e dw i t hh i g h e re n e r g yf e e d a f t e rt h ef a tp a t t e r nh a df o u n d e d 。g r o u p1 1w 鹳u s e d 豁 e o n l r o lg r o u pf o rl e p t i ni 坷e c l i o ne x p e r i m e n ta n di n t r a l 矧t o n e a l yi n j e e t e dw i t h p h y s i o l o g i c a lb r i n e g r o u p1 1 i 、，v w c l eu s e di i se x p e r i m e n tg r o u p sa n di n j e e t e d w i t h1 0m g , 0 5m g ，0 1m gr e c o m b i n el e p t i n , r e s p e c t i v e l y t h er e s u l ti n d i c a t e dt h a t ： a f t e ri n j e e t i n gf a tp t l t t e l lr a t sw i t hd i f f e r e n tq u a l i t yr e c o m b i n el e p t i n , t h ec o n t e n to f f a t m e t a b o l i s mi n d e xv ，h i g h e rt h a nt h a to fc o r l l r o lg r o u p c o m p a r e dw i t hc o n t r o l g r o u p , t h ec o n t e n to f h d lo fe x p e r i m e n tg r o u p si n c r e a s e d a td i f f e r e n te x t e n tf r o mt h e f i r s tw e e ka f t e ri m m u n i z e dw i 廿lr e c o m b i n el e p t i n ，m a i n t a i n e dt oo v l e l rt h ee x p e r i m e n t a n dr e a c h e dr e m a r k a b l ed i f f e r e n c ea tt h r e ew e e k s ( p o 0 5 ) ；c h o 、t ga n dl d lh a d d o w n l r e n df r o mf i r s tw e e kt os e c o n dw e e ka f t e ri n j e c t e dr e c o m b i n el e p t i n ，b e g a nt o g ou pt h r e ew e e k sl a t e ra n dm a i n t a i n e dt oo v e rt h ee x p e r i m e n t ( p o 0 5 ) ；g - 1w e r e h i g h e rt h a nt l u t to fc o n t r o lg r o u pf i r s tw e e kl a t e ra n dm a i n t a i n e dt ot h ee n do ft h e e x p e r i m e n t ( 1 y - o o l xt h ec o n t e n to f 虹b e g a nt od r o pa l t e ri 坞e c t e dr e c o m b i n e l e p t i n , r e a c h e dt h er e m a r k a b l ed i f f e r e n ea tt l a ee n do ff i r s tw e e ka n dm a i n t a i n e dt l a e 口吼l dd u r i n gt h ee x p e r i m e n t ；t 3 1 4w e r eh i g h e rt l - u a nt h a to fe o n t r o lg r o u p ；i g f - 1i i n c r e a s e da f t e ri n j e c t e dr e c o m b i n el e p t i n , m a i n t a i n e dt ot h ee n do ft h r e ew e e k sa n d g r o u pi i i ( r j i g hq u a l i t yi n j e e a n gg r o u p ) w e ：l e ：h i g h e rt h a nt h a to fc o n t r o lg r o u p ( p 0 0 5 ) t h ee x t o l m e n tm a d ei tc l e a rt h a tr e c o m b i n eb r i n eh a di m p o r t a n tb i o l o g i c a l a c t i v i t ya n dp h y s i o l o g i c a lf t m e l i o n , i n e l u d e df e e l i n gt h em m - i o n a ls t a t e , r e s t r a i n i n gt h e 2 f o o d , s t i m u l a t i n g o r m a i n t a i n i n g t h e w a s t a g e , e f f e c t n n g t h ee n d o c r i n e s y s t e m ；r e c o m b i n el e p t i nt o o ke f f e c to i ln e u r o e n d o c r i n es y s t e mb yc o n t a c t i n gw i n l g h r h 、g h c ha n dc r h r e s t r a i n e dt h en s e c r e t i o no fi n s , p r o m o t e dt h ei n c r e a s eo f g ha n di g f i 、1 3 、t i ，t op r o m o t et h el i p o l y s i so f f a tc e l l s e f f e c tt h ew e i g h to f s u b c u l a n c e o u sa d i p o s e d e p o s i t t h ee x p e r i m e n td e t e r m i n a t i o no fb i o l o g i c a la c t i v i t i e so fr e c o m b i n a n tl e p t i ni n r a t s ，t h er e s u l ts h o w e dt h a tr e c o m b i n a n tl e p t i nc o u l dp r o m o t et h el i p o l y s i so f f a tc e l l s d e c r e a s ei nc o n t e n to ft r i g l y c e r i d e , i n h i b i t i o no ff o o di n t a k ea n dd e g r e a $ ci nb o d y w e i g h t , e s t a b l i s h e dt h eb a s eo nt h ea p p l i c a t i o no fr e c o m b i n el e p t i no no b e s i t y d i s e a s ea n da n i m a lp r o d u c t i o nw e r es a t i s f a c t o r y k e yw o r d s ：r e c o m e b i n el e p d n ；l i p i dm e t a b o l i s m ；e n d o c r i n e ；o b e s i t y , r a t s 3 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得甘肃农业大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：陈两砂奎 签字日期：西年；月似日 文献综述 疫蛋自( 1 e p t i 西豹生物学功簸及据翅橇铡 瘦蛋白( l e p t i n ) 是个1 6 k d a 的分泌性鬣自。最近有研究表明人和鼠的 职骅基蠢( o h ) 胃爨在鬻绷施秘受疫纲骆孛表达，l e p t i n 主要俸矮予犬脑瓣 掇食中枢和饱食中枢。对体脂的蓄积进行反馈调控，对体煎，体内脂肪蓄积具 谢麓要的调节作用至予外源性l e p t i n 蛋白对肥髀大鼠生壤变化及激素调节 磺究较少，零文着重对箕熊物学特链及其在橇髂熬作磊辘制、进展综述翅下： 1 1l e p t i n 的生物学特性 l e p t i n 遐o b 的表达产物，称乏为瘦蛋自娥痰素。最初是由f r i e d m a n 及 其黼事子1 9 9 4 年在霞蒸因缺陷焉鼯致惩j 洚综会症静o b o b 小鬣律内发现酶 n 3 。o b o b 小飘的基因缺陷是自发饿突变，可由于过度进食、能量消糕的下降 掰导致严重舶嬲胖表型。该基因被命名为o h , 携带该基鄹突交的肥滕小鼠被 称为o b o b 鬣。曲萋因编码一释交1 6 7 个氨豢羧组成鲍鬃爨震，燕离发亲承 雠的多肽，程分泌入血的过程中去除由2 1 个氨罄酸组成的n 端信号肽，形成 l e p t i n 。l e p t i n 的越r n a 长4 5 k b ，其结构在避化过程中赢度保守研究表 嚼，夺鬣与入瘦蛋盘畜8 4 靛霹源链n ，r a m s a y t g 等1 9 9 8 零辩猪l e p t i n 基医 c d n a 序列进行测定发现，猪与鼠的瘦蛋白有8 5 基本同源，与人的痰缀自有 8 黼豹月i i ；l 饿，与牛豹溺源性较强，为9 2 t 2 j 。l e p t i n 罴要始特异的受体结合 才能发挥其系纺学活经，l e p t i n 受体分掰有妖溅( o b - r l 躐别渣) 、短墅 ( o b - r s 或o b - r a ) ，以及可溶性瘦缀自受体( o h - r e ) 啪。l e p t i n 长受体主要 寇位手下丘脑参与采食和体重调节的核弱如弓状核、室旁核，背内铡核及腹内 侧孩，由手妖激受俸o b - r l 表达部鬣豹特殊性，o b - - r l 在l e p t i n 对体爨鸯誊诱 节中具有重臻的作用；丽l e p t i n 短受体的分布熙广，如大脑皮层、粼状时、 小脑、丘脑等巾枢神经和帮鬃、胎盘、睾丸以及内皮细胞、t 细胞与红绷胞等 部位都存在黧受体，它髓蹙有各舞不闻的作露；掰筹，可溶懿瘦蛋自受体可能 作为一个载体发挥作用，因为l e p t i n 与o h - r e 的结合可延迟l e p t i n 从衄循环 巾清除，并加强其对摄食的影响w 。h e 等发糯o b 基因仪在白脂肪绷胞中表 达，表胡l e p t i n 是鑫爨骀获分泌懿一释蛋鑫壤，侄螽寒叉发瑗稼象艨膝、耱 擞、肌肉、卵巢，睾丸和胃黏膜也裔少量分泌嘲。和某些激素一样，l e p t i n 分 泌具有昼夜节律，午夜茅h 清晨最高，中午至下午一段时间嫩低。s i n h a ( 1 9 9 6 ) 发境毒分l e p t i n 与循环巾一些大分予蛋鑫凌绩会，霾噩乏l e p t l n 戳游凑帮缤合 掰种形式存张于血循环巾，其中游离状态可能怒其生物活燃状态“1 。消瘦者体 内6 0 9 8 的l e p t i n 以结合形式襻在，而肥胖者l e p t i n 主要以游辫状态存 残。垂兹蔼琴l 篷了痰蛋巍魏性酶摄念，l e p t i n 缺乏穰霹魏灵占疆黪鼹痧数， 糊反，多数目鼹胖者的l e p t i n 水平上升，这表明在多数情况下，肥胖怒一种瘦 鬣自抗性状态m 。 1 2l e p t i n 静生耱学磅戆 l e p t i n 的生物学功熊主要是由瘦蛋白受体( o 铲r ) 介导的，o b - r 张中枢和 外周都有广泛分布，这就决定了l e p t i n 具有广泛的生物学功能。根搦研究表 翳，l e p t i n 矮有广泛熬燕物学效墩涉及下基麟、翳麓、获腺、弩主稼凝毪豫 簿部位，影晌到神经系统、内分泌舔统、生殖系统等多个方面，对机体的脂肪 沉积、能量警衡，生殖功能、免疫殿应等过程产生影响，谯人类肥胖筑和畜牧 熊生产等领域其存手分熏簧静意义。 1 2 1l e p t i n 对动物采食和体重的影响 1 9 9 5 年a n n 等用o b o b 鼠傲试验，研究l e p t i n 与食量的晨篆时发 域，摄食减少蠢与l e p t i n 之藤黧魂裁重效簸关系。避一莎静研究发瑗， l e p t i n 是通过直接作用乎下丘脑弓状核和室旁核的受体丽发挥这一作用的肿。 肖研究表明l e p t i n 通娥增加耗氧蘸，使其机体姻体温升祷，活动力增强，从 弼蹭热氍体憋缝量清耗。l e p t i n 虢鼹著雉影嚷t | l 篝类耧糖类豹代灌，绘疰常夺 鼠注入l e p t i n ，使其血浆l e p t i n 浓度升高，熊够加速机体自身脂解和脂类氧 饿，同时停随调节脂肪代澎和戆量艇成酶的基因表达囊的增加，由此可见， l e p t i n 对钵邈豹调节豫建是通过籀涮摄食，磺擞髓垂潢耗及麴速鬻类裁纯等 柬实现的卿。 通过腹膜注射大肠杆菌表达的l e p t i n 的小鼠，p e l l e y m o u n t e r 等 ( 1 9 9 5 ) 证实l e p t i n 参与了脂肪沉积的调控。国子体海j l 簿肪含量静璜麴或下 降，使脂肪绷胞分泌的l e p t i n 作用予大脑，对摄食和代谢水平产擞相关作 2 用，并以此来调节体重”。p e l l e y m o u n t e r 给o b o b 鼠、o b o b 鼠和o b o b 鼠 腹膜注射l e p t i n ( 5i g k sp e rd a y ) ，3 周后o b o b 鼠体重较前下降 2 2 2 ，采食量下降5 2 6 ；o b o b 鼠、o b o b 鼠4 周后体重较注射前分别下降 1 1 和5 9 ，采食量也有下降。进一步研究表明上述体重的下降主要是由于 采食量的减少所致旧。不同的部位注射l e p t i n 对动物的采食量和体重影响不 同，并有剂量和时间效应“”。 瘦蛋白可通过下丘脑神经中枢抑制食欲。l e p t i n 通过一个可饱和的传导 系统进入大脑，并作用于下丘脑a r c 神经元表面细胞的受体，抑制神经肽y ( n p y ) 基因的表达分泌，从而抑制动物的采食。s t e p h e n s 等( 1 9 9 5 ) 证实， o b o b 鼠的下丘脑弓状核细胞内n p ym r n a 水平升高，在给予l e p t i n3 0 天后 明显下降，同时伴有体重的下降，提示了l e p t i n 抑制n p y 的合成和释放1 。神 经多肽y 是由3 6 个氨基酸组成，广泛存在于中枢神经系统( 主要是下丘脑) 中的神经多肽，是一种在采食和繁殖方面具有双重作用的物质。神经肽y 对食 欲具有强烈的刺激作用，并可增加血液中胰岛素和皮质类固醇的水平。在许多 肥胖的啮齿动物模型中，下丘脑中神经肽y 的表达增加，这种表达还随着禁食 而升高。瘦蛋白可降低o h o b 鼠血液中神经肽y 的水平“霸，而且这种变化发生 在体重变化前。给o b o b 鼠或饮食诱导的肥胖小鼠腹腔内注射重组的小鼠或入 的瘦蛋白后，可显著减少小鼠的进食量，并明显降低体重和脂肪重，而且即使 在停用瘦蛋白数周后，体重和脂肪贮存的减少也未得到充分恢复n ”。而给大鼠 静脉内注射含有瘦蛋白基因的重组腺病毒也可以引起采食量和体重的显著下 降。s t e p h e n s “对等发现，o b o b 鼠下丘脑弓状核细胞内的p r e - p r o - n p y m r n a 水 平升高，而给予瘦蛋白后则明显下降，提示瘦蛋白可以抑制下丘脑内神经肽y 的合成，通过神经肽y 的减少抑制摄食并降低产热。电生理学方法也证明，瘦 蛋白可抑制大鼠下丘脑弓状核神经元，影响n p y 的信号转导，引起食欲减退和 体重下降“耵。另外，瘦蛋白还可以增加下丘脑促黑激素m s h 的分泌，而m s h 具 有明显的食欲抑制作用。最近的研究发现，a - m s h 可以抑制体外培养的大鼠脂 肪细胞中瘦蛋白的分泌与基因表达，而瘦蛋白又可以使o h o h 鼠在血液循环中 释放的a - l c t s h 增加，这表明瘦蛋白与a - m s h 间可能存在着反馈环，调节机体的 能量平衡“。因此，l e p t i n 是通过抑制下丘脑弓状核中n p y 的合成与释放发 挥调控作用。最近的研究表明，l e p t i n 抑制采食还可能与下丘脑的。一黑素细 3 胞刺激激酶、刺激鼠相关蛋囱( a g r p ) 和黑素凝聚紫( m c h ) 有关 1 。2 2l e p t i n 对劝物辘藿平衡的影响 戆量乎衡霰器调繁能量摄入、支出和平褥的艇理系统共同作用l e p t i n 起到参于能量平衡调控的一个循环反馈信号的作用，是能量存储的标志”1 脂 肪细胞是有机体响应畿量变化需婺雨释放能蠢的主要链赢，奄既逑糕孛起罄关 键作用。l e p t i n 提供调节镶号，通过攒制食物摄取蒡撼裹代谢率采限制脂肪 的储存，调控着能量平衡，觉其税食物缺乏或饥饿状态下能有效她娥长动物的 存活时间潲。在维持状态，l e p t i n 豹凌达和分泌反浃入_ 移稽齿动物静体糙量 i x 6 ，l e p t i n 在o b o b 鼠孛与嚣旨肪缨鼹丈小糍度援关。然夏，髓着能量平衡的 变化，这种相关性可以发生劂烈变化。禁食1 2 4 8 小时会引起l e p t i n 基因 表达迅速蒯熬地下簿，更为细微豹能量平衡变化对l e p t i n 表达氇脊深远的影 响嘲。惩胖的人体重下降l 蹦弓l 起斑清l e p t i n 浓度下降5 3 ；琵俸麓增热1 0 则会使血漓l e p t i n 浓度增加3 0 0 。综上所述，l e p t i n 具有双篷调节性：在能 量消耗和熊量疆入相平衡，体重憾定时，l e p t i n 怒反映体艏贮存的指标# 丙 一璺能量挚餐被玻琢，蛰璧骧能爨歪警舞( 避量饮食) 藏受乎，鹰( 禁食、运动 等) ，l e p t i n 则代表种能量感受器，通过能量代谢的负反馈调节以维持体 重。 痰蛋幺遥过慰狰经系统的影骥谖节橇体黪戆量警衡。疫蛋鑫霹纷月拳中抠 神经系统“”，使突感神经兴裔性增高，外周去甲肾上腺絷释放增加，机体的代 谢增强，阂此，瘦蛋自不仅w 以引起摄食减少还可增加能量消耗n 纷。给肥胖小 鬣注射重缀瘦蛋囊瑟，其活动纛糕氧量均骧受璞翔，蘑盛体滠努毫，说骥瘦蛋 白可通过摅高机体的代谢率来增加能量消耗，引起体重下降，这与因限制避食 而引起的代谢率下降是相反的。脑室内注射和外周绦药时都能见到这些作厢， 但终周绘魏时产生弱榉鳆效梁赝憝熬剡爨更犬“砖。交感亭枣经的装奁逐霹激活骀 肪细胞膜上的肾上腺素能受体，使去偶联蛋白的表达增加，最终导致大量的贮 存能曩转变为热能释放，从而降低脂肪沉积，引赖体重下降。近期的研究发 现，瘦蛋爨对交感神缀系统豹兴瓷作鼹是逶避囊l l 激下丘脑室努核神经元释藏 m s h 实现的，颈动脉内注射瘦蛋自可以激活室旁核神经元，丽瘦蛋臼的这种作 用可以通过向脑窳内注射黑旋素拮抗剂褥得到减弱“船。 除7 通道褪经系绞影酶极体黪辘量警衡势，痰蛋是还霹馋矮子静鼹组织， 4 促进能量代谢。瘦蛋自对于j j 旨肪组织具有直接影响。瘦蛋国是由脂肪细胞产生 鞠分泌的，两瓣脂肪纲稳审氆存在着瘦虽自受俸o b - r b “孵。研究表鹱，痰蛋白 可盥接影响脂肪的代谢功能，改变脂肪细胞的脂质分解作用。但对于不问发育 除段的脂肪纲胞，瘦蛋自的作用截然不周。对予体外培养的前脂肪细胞，瘦蛋 自的作用是鸯瓣遴其分弦鸯塞殖淄，斑遴翦嚣篝臆纲脆转镤二为成熬豹鼹貉纲臆。井 源性瘦蛋白w 直接刺激体外培养的犬鼠皮下前脂肪细胞，用l o n m 的瘦蟹自处 理犬鼠皮下前脂肪细胞2 4 小时即可使细胞生长加速，细胞体积增大，胞内脂 肪滴增多，纲施的曾淮三鼯含量与g p d h 活性明鬣升高，朦鬟自酶m r n a 静表透 能力增强。同时使脂肪绷胞转化过程中的主要转渌激活因子过氧化物酶体增殖 体活纯受体一y2 ( p e r o x i s o m ep r o l i f e r a t o r s - a c t i v a t e dr e c e p t o r y2 ， p p a ry2 ) 的蛾激表达增强。瘦蛋酝对前蒡旨肪纲施分耗秘增疆的诞遘僚翅是通 避激活s t a t 3 和m a p k ( m i t o g e n a c t i v a t e dp r o t e i nk i n a s e ，m a p k ) 信号转 夥通路实现的。 褥对手成熬脂肪蹋憨，瘦蛋自豹幸譬眉粥是鄹铡细嚣睡蠹朦耱的合箴，捉迸缨 胞甘油三酯的分解。用痰蛋白处理大鼠的脂肪细胞可抑制腴岛素刺激的葡萄糖 摄取，脂肪生成，糖原会酶的活性及援自质合成豫”。 1 2 3l e p t i n 簿动耪嚣黔代谢的影响 瘦蛋白对脂肪组织具有直接影响。生理状态下l e p t i n 对脂肪组织的调节 如下：脂肪缌织增加便o bm r n a 表达加强，其缄筇孛l e p t i n 升高，嗣融转运 系统中通过焱脑屏障静l e p t i n 也提离。l e p t i n 的主要活拣是，有效撼作用于 下丘脑摄食中枢，通过减少摄食，增强能量消耧，使能量贮存减少，减少脂肪 沉积。l e p t i n 可通过三种途径调控帆体j i 旨肪的沉积蚴：抑制食欲减少能量 掇鞭。l e p t i n 可作用予巾枢神经系统( 下丘脑) ，降低食欲，减少麓爨摄取。 l e p t i n 能降低下丘脑神缀肽ym r n a 的表达并抑制其分泌，袭明l e p t i n 的抗 掇食作用可熊是由神经肽y 奔导豹 下丘脑神经默y 有刺激摄食的作用) 。在啮 蓊粪，l e p t i n 被视秀“镶觉嚣子”，由于进食两产生的盔l e p t i n 承平拜高可 使动物出现饱觉，以避免进食过多。增加能爨消耗。其机制可能是l e p t i n 作用于中枢，增加交感襻经系统的瓣链，羚周去甲弩上腺索的释敖增撩，激活 黼肪细胞膜上的多。受体，使解藕联甏自( u c p ) 黪表达增热，予是大羹贮存酶 能髓转变成熟能释放。抑制脂肪合成。最近研究发现，在培养的3 0 a 5 前脂 善 肪细胞中加入l e p t i n 可抑制乙酰c o a 羧化酶基因的表达，这说明l e p t i n 可能 还直接抑制脂肪组织中脂类的合成。促进脂肪分解。在啮齿类动物的研究表 明，l e p t i n 通过引起脂肪的分解，特别是引起基础脂肪分解代谢加强而降低 脂肪的沉积。给骨骼肌注射l e p t i n 基因可引起基础脂肪分解率增至1 5 1 。体 外实验表明，l e p t i n 可通过引起脂肪细胞甘油的释放来诱导脂肪分解。人血 清瘦蛋白的水平与血清游离脂肪酸和甘油的含量呈正相关，证明l e p t i n 的作 用是通过促进脂肪分解来改善脂肪沉积嘀1 ，可见l e p t i n 对脂肪组织代谢有直 接调控作用。b a i 等( 1 9 9 6 ) 发现l e p t i n 基因在脂肪前体细胞的表达降低了 激素刺激的乙酰辅酶a 羧化酶基因的表达和脂肪的合成。在离体脂肪组织 中，用l e p t i n 处理能提高脂肪分解速度1 6 倍，使棕色脂肪组织的脂蛋白脂肪 酸和苹果酸酶的基因表达加倍。很多研究发现l e p t i n 对骨骼肌也存在直接作 用，在离体实验中，l e p t i n 能提高骨骼肌脂肪酸氧化速度4 2 ，同时降低脂肪 酸合成脂肪速度3 5 ，并有剂量效应。 1 2 4l e p t i n 对动物繁殖性能的调节 c h e h a b 等的研究证明嘲，l e p $ i n 能启动雌性小鼠的青春发育和性成熟， 推测l e p t i n 对于维持正常的发育生殖功能是必须的，给基因遗传因素造成缺 乏l e p t i n 无生殖能力的o b o b 雌鼠持续注入l e p t i n 结果该鼠恢复了生殖能 力，其排卵、怀孕、和分娩均转为正常，证明l e p t i n 参与生殖调控。研究发 现，通过l e p t i n 处理过的动物卵巢和睾丸显著增重，且f s h 、l h 水平比对照 组有较大幅度的提高。推测l e p t i n 可作用于下丘脑垂体性腺轴，调节性 激素的释放，同时卵巢和睾丸上存在l e p t i n 受体，l e p t i n 可直接作用于卵巢 和睾丸，调节生殖器官的生长发育及性激素的释放。 人类血浆瘦蛋白水平在青春期的各个阶段都发生明显变化，而且男孩和女 孩之间存在有明显的两性差异。男孩的血浆瘦蛋白水平恰好在青春期前达到高 峰，而后随着睾酮水平的升高逐渐下降到基础水平汹1 。另一方面，女孩血清瘦 蛋白水平在整个青春期里现稳步上升势态。丽女孩体内雌激素水平的升高则使 女孩在青春期的晚期阶段瘦蛋白水平更高。 由于肥胖者体内血清瘦蛋白升高常伴有瘦蛋白抵抗，因此幼年瘦蛋白分泌 的较高水平可能标志着机体对瘦蛋白的相对抵抗晒1 。这种抵抗的作用可能是维 持高水平能量摄入与生长，若防止青春期提前发生。此外，瘦蛋白的结合活性 6 在出生时较低，在青春期前达到较高水平，在青春期阶段下降，这可能意味着 瘦蛋白结合活性的下将导致游离瘦蛋白水平的升高，从而增强瘦蛋白的作用 汹1 。 营养不足可以抑制成熟动物的生殖功能并延迟青春期的发生。给非肥胖大 鼠8 0 的自由摄食量可以抑制其青春期的发生。相反，用瘦蛋白治疗的大鼠， 即便随意采食量仅是自由摄食的对照组动物的8 0 ，其青春期也会正常发生。 对于自由采食的非肥胖小鼠，瘦蛋白可以使青春期提前。当瘦蛋白的剂量加 大，使采食量和生长水平下降1 5 时，小鼠的青春期可以平均提前约1 1 天 位们 总之，无论是动物实验还是人类的观察研究都表明瘦蛋白水平的升高可能 是青春期开始的启动信号，并可能激活h p g 轴，使性激素产生增加，调节生殖 功能。 1 2 5 对生殖系统功能的影响 除了参与摄食、脂肪代谢和能量平衡外，瘦蛋白的另一个重要作用是调节 生殖系统的功能。 在大鼠的卵巢、睾丸、子宫内膜、下丘脑和垂体等处都有瘦蛋白受体 m r n a 的表达。在永生化的大鼠g n r h 神经元和卵巢粘膜细胞中可以用r t - p c r 法检测到瘦蛋白受体基因的表达“帕。瘦蛋白受体在生殖系统中的定位可船是跨 种属的，因为在人的卵巢和睾丸中也有瘦蛋白受体r n a 的表达。 o b o b 鼠的很多特征表明，瘦蛋白可以作为生殖激素发挥作用b 帕。o b o b 鼠不能产生功能性瘦蛋白。雌性的o b o b 鼠不孕，基本维持恒定的青春期前状 态。这些动物的卵巢和子宫重量、性激素浓度以及垂体促性腺激素的分泌都下 降。给雌性o b o b 鼠注射重组瘦蛋白可以完全恢复其促性腺激素的分泌，并使 性器官重量、功能以及生育能力得到继发性恢复，逆转其生殖功能的异常 ”1 。对于雄性o b o b 鼠的研究也得到了类似的结果。雄性o b o b 鼠的生育能力 很低，其促性腺激素分泌减少，并有性腺机能的减退。曲细精管内没有成熟的 精子，l e y d i g 细胞严重萎缩。与雌性o b o b 鼠一样，给雄性o b o b 鼠注射瘦 蛋白可恢复其生育能力。使用瘦蛋白后，曲细精管中出现大量精子，l e y d i g 细胞表现出正常的形态啪1 。因此，给缺乏功能性瘦蛋白基因表达的小鼠使用瘦 蛋白可恢复其生殖功能。 7 营养低下导致的结聚每o h o h 熬困型类似。营养低下小鼠豹瘦蛋敬分泌和 警殖功髓均鬣弼揶秘，对予菲肥群型小鬣，营养不足导致的生殖功麓爵备下降氇 w 遥过使用痰蛋白得以消除。另外，给禁食的娥性小鼠使朋瘦蛋白可增加血清 渊和睾酮水乎渊。将营莠限制在随意采食量静8 0 可以使卵巢和子宫嬲重量减 少5 0 以上，褥每日两次注射瘦蛋白弼可完全防戊这种情况的发生”。 瘦蛋自对生殖系统盼主要影响怒通过调节下丘脑一垂体性腺轴实现的。下 豉脑是瘦蛋爨的作用位焱。瘦蛋自掰以遥过荆爨依赖性方式促进下丘滕弓坟孩 释放6 n r h 蛹瓣g n r f l 分泌性神经元中也有瘦蛋囱的表达。糯瘦蛋自治疹o h o h 鼠和营养低下的动物，w 引起促性腺激素分泌的持续性增加。给予瘦鬣自可以 缆小鼠豹毒赛期提翦发生，这些都怒建下蠹弦释放豹翻础历控制豹。 瘦蛋自对下丘脑内g n r h 的刺激作用是通过n p y 介导的汹，是通道节丘脑 巾的n p y 能神经原与6 n r f i 能神缀原之间的突触联系产生的。尽管脊证据表 嘲，n p y 承警怠剧舞离融珂以刺激6 n r h 豹释放，但当n p y 转运缓慢线砻雉激 素承平较低时，n p y _ 燹可抑制g n r h 的释放。禁食和瘦蛋融缺乏的动物弓状体 巾n p y 水平明显升高。低营养水平也可以提高弓状核中n p y 的表达水平以及脑 脊渡孛n p y 嬲浓度。注射瘦蛋鑫可降低弓状核巾n p y 的表达，减少对翻鞠释 放的抑制作粥。而去除对g n 疆释放的抑制能传入冲动，剡可以据离生殖功 能。这种情况不仅发生猩青春期过渡阶段，而腹还存在予其他内分潞沉寂阶 段，鲡季节燃域产后发媾期闯。弱融缺乏痰蛋巍受俸及n p y 的o h o h 鬣，与其 裔完整n p y 擞成的o h o h 鼠耜珏：肥滕程度较低，健生育能力较强。 在下丘脑弓状核和殿交叉区域，o h o h 鼠p o 托m r n a 的表达仅为野生鼠的 5 滩一7 0 ，嚣瘦蛋囊露戳傻o h o h 鬣p o m c 箍r n a d e 表达仅必野鬣的5 0 - 7 0 ， 谢瘦蛋自可以使o b o b 躐p o m cm r n a 的表达恢复至g 野鼠承平。因此，宥可能 在禁食期间通过改变p o m c 基因产物求影响动物的繁殖功能。 通过对下反弦一垂髂一性躲( | l p g ) 辘静捧髑，瘦蛋囊可 ! 王谖蒂动物盼繁殖 情况。动物只有在体重遮到某一确定值或体脂岛体重的比例达到一定时，才出 现第一次发情。用瘦蛋囱处理小鼠，可以使小鼠的生长率减慢，但繁殖期提前 79 天。瘦爨爨哥班麴铡饥饿所致懿雌性小鼠大鼠捺癸的姜垂迟。然嚣，痰蛋 翻并不是初僚期的促进剂，蔼只是作为初情期的“代谢门”，是一个允许因子 啪1 。对雌性动物而言，痰骚自和体脂的作用似乎非常关键，对于动物进入正常 甚 的繁殖状态必不可少；瘦蛋白是维持正常卵巢周期的必要因素。给大鼠注射瘦 蛋白抗体1 2 小时后，u i 的脉冲性分泌消失，性周期停止在间情期。瘦蛋白可 以抑制猪卵巢颗粒细胞中胰岛素诱导的睾酮和雌二醇的产生油1 。对雄性动物， 瘦蛋白可以显著提高血清f s i d 水平。增加睾丸，精囊，和精囊上皮的重量，提 高精子含量，恢复o b o b 鼠的生育能力h 岫。 瘦蛋白对生殖系统的作用可能是多方面的。用瘦蛋白处理o b o b 鼠可以使 子宫重量增加，这似乎是对卵巢雄激素分泌增加而产生的增殖性反应。同样， 精囊的促激素反应可能是睾酮生成增加的结果嘲。子宫内膜o b r b 的表达可能 受到卵巢分泌的类固醇的影响，瘦蛋白可能影响受精卵的植入以及随后的早期 胚胎发育。瘦蛋自治疗可促进性腺激素的分泌b 町和卵巢侧链裂解酶以及1 7 a 羟化酶m r n a 水平的提高【“。 除了在下丘脑对h p g 轴产生刺激作用外，瘦蛋白还可直接作用于垂体前 叶。垂体细胞中有瘦蛋白受体的表达，瘦蛋白可刺激卵巢切除的大鼠释放 l h ，并可刺激培养的大鼠，牛和猪的垂体细胞分泌f s h 和l h 等促性腺激素。 此外，大约有2 0 - 2 5 的垂体前叶细胞中有瘦蛋白的表达。瘦蛋白除了刺激 l h f s h 的分泌外，还可调节垂体细胞的生长和分化。 瘦蛋白是重要的营养信号，可通过对l h 分泌的调节来影响绵羊的生殖功 能。外源性瘦蛋白可防止禁食引起的波动性l h 分泌的抑制，并可刺激g h 钧分 泌嘲。对卵巢切除的禁食大鼠以及性腺完整的禁食的雄性猴的研究结果也是如 此。 瘦蛋白还可能与妊娠动物的能量平衡状态有关。妊娠时动物处于高代谢水 平的生理状态，尤其在妊娠后期，母体的体脂和体重增加很快，通常在妊娠期 就为哺乳期蓄积脂肪能量。但能量利用率并未增加维持一种正性能量平衡，这 主要是因为采食量的增加有助于防止母体能量的丢失。对奶牛的研究表明，妊 娠末期奶牛血清瘦蛋白浓度高，在分娩时降到最低m 。这可能是由于下丘脑中 长型瘦蛋白受体的特异性减少引起的【“，这可以使采食量增加，另一方面，妊 娠期间瘦蛋白受体的可溶性结合蛋自水平升高，也可引起采食量的增加。瘦蛋 白的浓度反映了泌乳期间能量平衡的状态。产奶量高，采食量少的奶牛比正性 能量平衡奶牛的体重低。分娩时降低的瘦蛋白浓度的恢复取决于负性能量平衡 的程度和时间h ”，但产后瘦蛋白的浓度与发情周期的恢复时间无关。这可能 9 怒因为尽管瘦鬣自的浓度降低，但遥不足以影响发惰周期。 瘦蛋自述参与改变崤瑰期动翁静能量平衡。泌襞籁动物一方蚕产辩茄要大 爨的能量消耗，采食量大增，另一方龋，因u i 的波动性分泌受阻丽抑制了繁 皴周期。研究结果显示，在卵巢完熬戏切除卵巢辟勺泌乳大飘，瘦蛋自水平明显 下降，在瑗波动往分亳菸受捧制瓣阏隧，盎涛获耱素承平势光改交。涤戮瞧藐 抑制血清瘦鬣自的昼夜节律性变化，诱导低瘦鬣自血症，尉者可能是泌乳采食 爨大增的一个魍素，从丽保证泌乳阶段的能量需求。 1 2 6l e p t i n 黠激素分滋豹影畴 给o b o b 小鼠注入黼浓度的l e p t i n ，结暴使其胰岛索分泌受抑制。根据 e m i l s s o n 等研究结果表嬲渤，l e p t i n 对胰岛繁分泌的抑镑8 作用有可黢通过与 获麓缀胞上的受俸缭会，麸丽激活鲴簸灰酶矗糟敏感静r 逶遂，减少 c 扩依赖的臻囱激酶( p k c ) 的活动抑制空腹及糖引发的胰岛索的分泌，同时可 熊净辔割下丘腻，n p y 的会成丽减低搬巾胰岛素浓度( n p y 糍促进胰岛素分泌的 豫蔫) 。有人逶过体菸试验蹰察生瑗浓度l e p t i n 对藤岛紫分泌量的彩旗时发 现，胰岛素的分泌量并没有减少，威而增加了约4 0 。这就说明l e p t i n 对胰 娲豢分泌的调节推用可熊髓l e p t i n 浓度的不同瓣有差异，鼯赢浓度l e p t i n 对 默鸯紊酶分泌嶷有猝蒂豫用，丙低浓度l e p t i n 慰胰岛素静分泌其有德送的俸 用；但也有可能l e p t i n 对胰岛素的分泌的抑制作用是一种间接的作用，j 睫岛 索对l e p t i n 寝达的调节作用是通避对脂肪细胞的营养作用闻接实现的。胰 菇素霹菇刺激的大鬣脂蕊维胞释放痰蛋自。犬鬣| l 誓肪纲服暴露在获鹦素中 1 2 4 8 h 后，可使瘦蛋白m r n a 水平升高嵋“嘲。b a r r 等使用汹1 共聚焦擞微镜证 明，在没有胰岛素时，细胞蠹瘦蛋囊定位在内矮两上，丽馒耀胰岛素处理矮， 痰蟹自出现在浆膜上，这与胰岛素巍按增加瘦缀自分泌的缀设一致。弱样， b r a d l l e y 和c h e n t h a m 吼1 发现，用胰鹚素培养大鼠脂肪细胞，在2 h 培养期问可 增加瘦蛋白的释放，但不影响瘦蛋囱基因m r n a 的表达。胰岛素可增加许多骀 腾细胞分泌痰蟹自速度，褥不影响鬣自的合成。磺近研究发现，瘦蛋巍蹿大鼠 脂肪细胞的胰岛素信号转鼯具有抑制性调节作用，这种作用可以是直接的，作 为自分泌信譬发挥作用，也可以是闼按的，通过期经内分毫醛途径进行调带汹。 擎狭躲激素对痰蛋自的分泌与表达魄有潜在的抑制作磺。举状艨视熊宄迸症 患者的血清瘦凝白浓度低，而在甲状腺机能减退症患者则升尚，用甲状腺素治 1 0 疗甲低患者弼弓随瘦蛋爨浓度的下酶渊，大鼠熊单炊骧素与弘可使血清瘦蛋自 下降，同时痰罴自与钵囊乏也下降渊。甲状躲豢辩瘦蛋自袭达的明显掷制性作 用可能是间接的，是通过脂肪分解作用或其它谂径产生的；但也可能涉及直接 作用，因为燕k ，两不嫩甲状稼素可露激提崴t 3 - l 1 脂肪纲腿对瘦蛋囱的分泌 与袭达嘲 糖皮质激索是l e p t i n 表达的有力调节物，体内使用糖