肥胖基因和瘦蛋白研究新進(jìn)展

1、肥胖基因和瘦蛋白研究新進(jìn)展肥胖是目前兒個(gè)很難解決的i矢學(xué)問題之一，是機(jī)體能量平衡紊亂的結(jié)果。 當(dāng)能量攝取超過消耗時(shí)，多余的能量便儲(chǔ)存丁脂肪細(xì)胞，最終導(dǎo)致肥胖。肥胖 不僅使人的體型難看，更重要的是影響健康，導(dǎo)致如ii型糖尿病、高血壓、高 血脂和癌癥等疾病。近年來發(fā)現(xiàn)，瘦蛋ft （leptin）與機(jī)體的能量平衡及脂肪儲(chǔ)藏的 調(diào)節(jié)有關(guān)，從而對(duì)肥胖的研究取得突破性進(jìn)展。隨著克隆技術(shù)日益成熟，人肥 胖基因克隆及其原核表達(dá)載體的構(gòu)建，為人們更好地研究肥胖基因和產(chǎn)物，及 在病理治療上奠定了基礎(chǔ)。1肥胖基因的發(fā)現(xiàn)與認(rèn)識(shí)關(guān)于肥胖的研究可追溯至18世紀(jì)o 1798年，lavoisier和laplac的研究表 明，

2、能量的平衡是受生理調(diào)節(jié)的。1950年，美國(guó)coleman首次發(fā)現(xiàn)鼠突變的肥 胖基因“obese”基因（ob基因隱性純合的鼠為ob/ob）o 1978年，coleman利用交 叉灌流小鼠時(shí)發(fā)現(xiàn)，肥胖小鼠缺乏某種血源性物質(zhì)。此物質(zhì)可以調(diào)節(jié)小鼠的體 重，說明鼠的肥胖可被來自正常鼠血液中調(diào)節(jié)體重的物質(zhì)所糾正。2瘦蛋白的結(jié)構(gòu)與功能最近幾年的研究工作不僅證實(shí)了 coleman的結(jié)果，而且取得了更進(jìn)一步的 成果。瘦蛋白是ob基因（肥胖基因）的表達(dá)產(chǎn)物。1994年，friedman領(lǐng)導(dǎo)的研究 小組報(bào)告，他們利用定位克隆的方法獲得了鼠和人的“obese”基因，并對(duì)其 進(jìn)行測(cè)序和計(jì)算機(jī)分析。“obese”基因編碼

3、脂肪組織的一個(gè)4.5kbmrnao分 析結(jié)果是：5'端有97bp的先導(dǎo)序列，3'端是3.7kb的非翻譯序列，中間是一 個(gè)高度保守的開放閱讀框，編碼167個(gè)氨基酸。進(jìn)一步的分析表明，在總的氨 基酸序列中，人和鼠有著序列同源性（在成熟蛋白質(zhì)的n末端有更高的同源性）, 而且都有分泌蛋白的特征?？茖W(xué)家們表明，ob蛋口質(zhì)系由脂肪細(xì)胞復(fù)制的一種激素產(chǎn)生后被分泌到血 液。已發(fā)現(xiàn)在脈絡(luò)膜及下丘腦存在瘦蛋白受體（leg-r）,大鼠ob基因編碼leg-r。 對(duì)編碼lep-r的基因作圖發(fā)現(xiàn)，此基因長(zhǎng)為6cm,包含300kb的堿基，位于第4 號(hào)染色體，而人類位于染色體lp31 o gwo-hwalee

4、等在建立鼠腦cdna文庫時(shí)發(fā) 現(xiàn)，編碼lep-r的基因轉(zhuǎn)錄后至少存在6種lep-r變異體。除lepre為可溶性受 體外，其它幾種形式均為單螺旋跨膜蛋白質(zhì)。lep-ra與tartaglia報(bào)道的鼠lep-ra 一致，此型lep-r主要存在于脈絡(luò)膜；leprb主要存在于下丘腦，與tartaglia報(bào) 導(dǎo)的人lep-r 一致。除在脈絡(luò)膜及下丘腦存在瘦蛋白受體外,lep-rb在睪丸,lep-re 在脂肪組織、心臟及睪丸組織存在低水平表達(dá)。由于脈絡(luò)膜及下丘腦存在高水 平表達(dá)的lep-r,用化學(xué)物質(zhì)誘發(fā)下丘腦受損后，可致動(dòng)物食物攝取量增加。將 低劑量導(dǎo)入側(cè)腦室或第三腦室，可使ob/ob肥胖小鼠的體重減輕。

5、以上均說明瘦 蛋白的作用靶點(diǎn)在大腦。有人提出了瘦蛋白的作用機(jī)制假說，認(rèn)為瘦蛋白被脂 肪細(xì)胞分泌入血后，與血中的lepre結(jié)合，轉(zhuǎn)運(yùn)至脈絡(luò)膜。瘦蛋白在此與lep-ra 結(jié)合，被轉(zhuǎn)運(yùn)至腦脊液。然后，瘦蛋口與下丘腦lep-rb結(jié)合，可導(dǎo)致下丘腦神 經(jīng)肽y(npy)合成減少。npy減少可導(dǎo)致食物攝入量減少。此外，瘦蛋白可使交 感神經(jīng)活性增加，黃體生成素釋放激素分泌增加。總之，瘦蛋白使機(jī)體攝入食 量減少，能量消耗增加，以及為生殖作準(zhǔn)備。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，脈絡(luò)膜lep-ra 的胞內(nèi)部分僅含34個(gè)氨基酸殘基，而下丘腦的lep-rb的胞內(nèi)部分含304個(gè)殘基, 只有在leprb的胞內(nèi)部分才含有jar蛋口激酶結(jié)合的

6、結(jié)構(gòu)模式。這說明，只有 lep-rb才有信號(hào)傳導(dǎo)作用，而lepra僅具轉(zhuǎn)運(yùn)瘦蛋白至腦脊液的功能。由此可 見，瘦蛋白是將機(jī)體脂肪儲(chǔ)存量的信息傳至大腦的信息分子，并通過npy調(diào)節(jié) 機(jī)體能量平衡等。3瘦蛋白與肥胖的關(guān)系鼠肥胖基因的表達(dá)產(chǎn)物瘦蛋口已在大腸桿菌中得到表達(dá)。ob蛋口是一個(gè)16kd的單體，在1995年7月28日出版的science周刊上，同時(shí)刊登了美國(guó)3 個(gè)獨(dú)立研究組的有關(guān)ob蛋白功能的研究報(bào)告。研究者認(rèn)為，ob蛋白至少在兩 個(gè)方面增強(qiáng)了動(dòng)物的能量利用，即增加活動(dòng)和加快代謝。隨著更加深入的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ob/ob小鼠因ob基因啟動(dòng)因子突變時(shí)，可使 脂肪細(xì)胞無瘦蛋口 mrna生成；當(dāng)ob基因編碼

7、區(qū)105位密碼子發(fā)生點(diǎn)突變時(shí), 可使精氨酸密碼子轉(zhuǎn)變?yōu)榻K止密碼子。這兩種情況均可使ob/ob小鼠瘦蛋白缺 乏，從而導(dǎo)致嚴(yán)重肥胖的發(fā)生。通過使用重組瘦蛋白，可使肥胖小鼠體重減輕。由此可見，小鼠肥胖可由ob基因啟動(dòng)因子突變或編碼區(qū)點(diǎn)突變導(dǎo)致瘦蛋白缺乏 而引起。另外也發(fā)現(xiàn)，小鼠lep-r基因突變?cè)斐蒻rna的剪切異常，也可引起 肥胖。基于對(duì)肥胖小鼠的研究，有人便推測(cè)在人類肥胖時(shí)也可能存在基因突變。然而研究發(fā)現(xiàn)，在人類肥胖個(gè)體ob基因編碼區(qū)并無任何有害突變發(fā)生，在人ob 基因cdna的285位僅1例個(gè)體存在單堿基替換(g-a)o采用ria法或免疫沉淀 /western印跡技術(shù)，測(cè)定人類肥胖者血清(漿)瘦蛋白濃度，發(fā)現(xiàn)人類肥胖者不存 在瘦蛋白缺乏。相反，人類肥胖者血清(漿)瘦蛋白的濃度與機(jī)體脂肪百分比及質(zhì) 量指數(shù)(bmi)呈高度正相關(guān)。以上事實(shí)說明，人類肥胖者存在著“瘦蛋白抗性”。 有關(guān)人類“瘦蛋白抗性”的發(fā)生機(jī)制仍不清楚。caro等在分析了人類肥胖者的 血清瘦蛋口與腦脊液瘦蛋口的比值后發(fā)現(xiàn)，盡管肥胖者的血清瘦蛋口水平是正 常人的3倍多，但肥胖者腦脊液瘦蛋白濃度僅比正常人高30%。人類肥胖者的 血清瘦蛋白與腦脊液瘦蛋白的比值小于正常人。caro指出，人類肥胖者瘦蛋白 進(jìn)入