2016年12月19日，學術期刊《Diabetes》雜志上在線發(fā)表了*上海生命科學研究院營養(yǎng)科學研究所郭非凡組的研究論文：Deletion of ATF4 in AgRP neurons promotes fat loss mainly via increasing energy expenditure。該研究發(fā)現(xiàn)在下丘腦特異神經(jīng)元AgRP神經(jīng)元中，激活轉(zhuǎn)錄因子4(ATF4)可以調(diào)節(jié)機體能量平衡和脂質(zhì)代謝，為肥胖和相關代謝疾病的治療提供潛在的藥物靶點。博士后鄧嘉莉和博士生原飛翔為論文共同*作者，郭非凡研究員為論文通訊作者。
近年來，無論在發(fā)展中國家還是發(fā)達國家，成年人還是兒童，肥胖都廣泛流行，并與一系列代謝綜合征如糖尿病、脂肪肝、血脂異常和心血管疾病等息息相關，對人類健康造成很大威脅。因此，研究肥胖的發(fā)展機制尤為重要。體重的變化是由能量攝入和能量消耗的不平衡導致的，中樞神經(jīng)系統(tǒng)特別是下丘腦對能量平衡的調(diào)節(jié)起著關鍵作用。
大腦中包含有多種特異類型的神經(jīng)元，行使著不同的功能，調(diào)節(jié)人體的行為和代謝平衡。下丘腦的弓狀核(ARC)包含兩大類調(diào)節(jié)代謝的神經(jīng)元：一類是抑制食欲的神經(jīng)元，如阿黑皮素原(POMC)神經(jīng)元;一類是促進食欲的神經(jīng)元，包括神經(jīng)肽Y(NPY)和刺鼠肽基因相關蛋白(AgRP)神經(jīng)元。AgRP神經(jīng)元可以通過釋放AgRP蛋白，抑制POMC神經(jīng)元的活性，進而促進攝食增加;也可通過調(diào)節(jié)交感神經(jīng)系統(tǒng)或瘦素敏感性來影響能量消耗。對特異神經(jīng)元如AgRP如何調(diào)控能量代謝的研究將為發(fā)現(xiàn)肥胖的病因與治療提供重要理論基礎。
研究組利用誘導性基因敲除技術，在成年小鼠的AgRP神經(jīng)元中特異敲除ATF4，發(fā)現(xiàn)這些小鼠變瘦，胰島素敏感性和瘦素敏感性提高。同時，實驗小鼠攝食減少，能量消耗增加，提高機體產(chǎn)熱。高脂飲食后，AgRP特異敲除ATF4小鼠可以抵抗高脂誘導的肥胖、胰島素抵抗和脂肪肝。進一步研究其作用機制發(fā)現(xiàn)，ATF4可以結(jié)合到FOXO1的啟動子上直接調(diào)控其表達。在敲除小鼠的下丘腦弓狀核中注射FOXO1腺病毒后，小鼠脂肪顯著增加。
綜上所述，該研究發(fā)現(xiàn)了ATF4在下丘腦AgRP神經(jīng)元中調(diào)節(jié)能量平衡和脂質(zhì)代謝的重要功能，暗示在治療肥胖和代謝性疾病中ATF4有可能成為新的藥物靶點。
