G蛋白偶聯(lián)受體48(GPR48)在水鹽代謝與能量平衡中的作用.pdf

1、G蛋白偶聯(lián)受體(G-Protein Coupled Receptors，GPCRs)是一種七次跨膜、與G蛋白偶聯(lián)參與信號(hào)傳導(dǎo)的受體，與眾多疾病的發(fā)生密切相關(guān)(1)。G蛋白偶聯(lián)受體48(GPR48/LGR4)是近年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)GPCR家族新成員，目前研究資料顯示GPR48參與紅細(xì)胞、生殖管道、視器官等器官的發(fā)育與功能調(diào)節(jié)過(guò)程(2-5)。本文通過(guò)研究Gpr48基因敲除(KO)小鼠的水鹽代謝與能量代謝表型，深入探究了Gpr48在血壓調(diào)節(jié)與肥胖發(fā)

2、生中的作用，并進(jìn)一步闡明其在低血壓與肥胖抵抗中的發(fā)病機(jī)制，為高血壓與肥胖癥的預(yù)防和治療提供一個(gè)新的靶點(diǎn)。
　　 在水鹽代謝方面，通過(guò)觀察我們發(fā)現(xiàn)：與野生型(WT)小鼠相比，Gpr48KO小鼠的尿量和尿鈉排泄量增加、尿Na/K比明顯升高，血鈉水平正常、血鉀水平增高、而血漿醛固酮水平增加一倍，但血壓明顯下降；在低鹽飲食誘導(dǎo)條件下，KO小鼠尿鈉丟失增加、血鈉水平明顯下降，腎臟中腎素表達(dá)水平明顯升高。這些表型與一種名為“1型假性醛固酮減

3、少癥(PHA1)”的臨床疾病表現(xiàn)極為相似(6)。通過(guò)對(duì)腎臟相關(guān)基因表達(dá)水平的篩查發(fā)現(xiàn)，醛固酮受體(MR)及其下游基因腎小管上皮鈉通道(ENaC)均出現(xiàn)了明顯的降低，而MR與ENaC的失活型基因突變是導(dǎo)致PHA1發(fā)生的主要病因(7)。通過(guò)體外培養(yǎng)原代成纖維細(xì)胞(MEF)發(fā)現(xiàn)，MR在MEFGpr48-/-中表達(dá)下降；借助報(bào)告基因瞬時(shí)轉(zhuǎn)染系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)在小鼠MR啟動(dòng)子區(qū)域存在非經(jīng)典的CREB蛋白結(jié)合元件(CRE)；通過(guò)EMSA和ChIP試驗(yàn)，

4、我們證實(shí)該CRE能過(guò)與CREB結(jié)合并參與MR基因的表達(dá)調(diào)控。
　　 在能量代謝方面，通過(guò)觀察我們發(fā)現(xiàn)：與WT小鼠相比，KO小鼠的攝食量明顯增加而體重偏輕、對(duì)胰島素的敏感性明顯增加；在高脂飲食誘導(dǎo)條件下，KO小鼠對(duì)肥胖產(chǎn)生明顯的抵抗現(xiàn)象；KO小鼠肝臟的甘油三酯含量明顯下降、血漿膽固醇水平明顯下降，進(jìn)食后血漿游離脂肪酸水平下降更為明顯；代謝籠試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，雖然KO小鼠的基礎(chǔ)代謝率明顯增加、活動(dòng)度并未出現(xiàn)改變；KO小鼠體溫波動(dòng)曲線偏高

5、、棕色脂肪活性增強(qiáng)；HE染色與電鏡結(jié)果提示，KO小鼠棕色脂肪細(xì)胞胞內(nèi)線粒體數(shù)目明顯增加；KO小鼠白色脂肪組織明顯減少，在冷凍刺激下出現(xiàn)棕色脂肪特異性標(biāo)志蛋白UCP1的表達(dá)；KO小鼠肌肉組織的胰島素信號(hào)通路明顯激活、與能量代謝相關(guān)基因亦出現(xiàn)上調(diào)。通過(guò)分析我們歸納出，KO小鼠棕色脂肪活性增強(qiáng)與白色脂肪發(fā)生棕色化改變是其代謝率增加的主要原因。不過(guò)，目前我們尚不確定Gpr48參與能量代謝調(diào)節(jié)的具體機(jī)制。但初步的結(jié)果顯示，棕色脂肪與白色脂肪UCP

6、1表達(dá)增加較為明顯；其次，在參與調(diào)節(jié)UCP1表達(dá)的諸多因子中，PGC-1α的上調(diào)改變最為明顯；而后，在調(diào)節(jié)PGC-1α的多條通路中，核受體家族成員SHP(NROB2)出現(xiàn)了明顯的下調(diào)。而SHP基因敲除小鼠的表型與Gpr48基因敲除小鼠的代謝表型基本一致(8)。我們預(yù)計(jì)，Gpr48可能通過(guò)調(diào)節(jié)SHP的表達(dá)，影響促進(jìn)線粒體生成或活性增加的PGC-1α基因的活性，最終間接調(diào)節(jié)UCP1的表達(dá)，增加了機(jī)體棕色脂肪與白色脂肪的能量代謝速率。