减少的糖蛋白激素β5将男性衰老和睾酮下降与脂肪增多联系起来

Reduced glycoprotein hormone β5 links male aging and testosterone decline to increased adiposity

作者信息Gengmiao Xiao, Aijun Qian, Zhuo Gao, Tingting Dai, Hui Liang, Shuai Wang, Mulan Deng, Yunjing Yan, Xindan Zhang, Xuedi Zhang, Yunping Mu, Jiqiu Wang, Aibo Gao, Huijie Zhang, Fanghong Li, Allan Zijian Zhao
PMID41632528
发布时间2026-02-03
DOI10.1172/JCI192355

实验完整度

包含临床样本关联分析、细胞实验、基因敲除小鼠模型及重组蛋白救援实验等多个独立证据层级,并进行功能与机制验证。

主要模型

C57BL/6小鼠GPHB5敲除模型 C57BL/6小鼠AR敲除模型 C2C12小鼠成肌细胞系 3T3-L1小鼠前脂肪细胞系

重点核对

人血清样本分组(男性171例,女性152例)及GPHB5水平检测 睾酮处理C2C12细胞剂量(0, 100 ng/mL, 10 μg/mL, 50 μg/mL) 氟他胺给药剂量(5 mg/kg)和持续时间(10天和21天) GPHB5基因敲除小鼠的构建和验证 重组CGH蛋白给药剂量(10 mg/kg)和给药途径(静脉注射)

摘要

衰老通常导致睾酮或雌激素下降,分别导致男性和女性脂肪过度积累。尽管这种现象在女性中可以通过雌激素对脂肪细胞的直接作用来简单解释,但越来越多的证据并不支持睾酮在脂肪细胞脂质代谢中的直接作用,提示存在一个缺失的中间环节。在此,我们提出糖蛋白激素β5(GPHB5)是睾酮与脂肪量调节之间的中间联系。在临床样本中,血液GPHB5水平与男性年龄呈负相关,与循环睾酮呈正相关。睾酮在培养细胞中直接刺激GPHB5的表达;药理学阻断雄激素受体(AR)功能可消除此效应。敲除AR不仅导致肥胖的发展,还导致GPHB5表达的降低。在男性而非女性中,基因消融GPHB5减少了白色脂肪组织的褐变,降低了能量消耗,并导致严重的肥胖。重要的是,在GPHB5–/–小鼠中,升高的血液睾酮水平并未发挥分解代谢作用;然而,重组GPHB5蛋白能够刺激能量消耗并减少脂肪量。这些结果提供了强有力的证据,表明GPHB5是连接睾酮(及衰老)与其对脂肪组织众所周知的分解代谢作用的“缺失”中间激素。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
睾酮水平下降如何通过一种中间激素影响脂肪积累?
核心机制
睾酮通过AR直接刺激GPHB5表达,GPHB5通过TSHR及cAMP/PKA通路调控脂肪褐变和脂解,影响能量消耗和脂肪积累。
主要证据
临床样本显示GPHB5与年龄负相关、与睾酮正相关;细胞实验显示睾酮直接刺激GPHB5表达;GPHB5敲除小鼠肥胖、能量消耗降低,而重组CGH蛋白可逆转这些表型。
研究意义
GPHB5是睾酮调节脂肪代谢的中间激素,重组CGH蛋白有潜力作为治疗肥胖的药物,尤其适用于睾酮下降相关的男性肥胖。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床关联分析

评估人血液GPHB5水平与年龄、睾酮及代谢指标的关系

对两个医院体检人群的血清样本进行GPHB5、睾酮和代谢指标检测,进行相关性分析。

2

细胞实验验证睾酮对GPHB5的调节

验证睾酮是否直接调控GPHB5表达

用睾酮处理C2C12细胞,检测GPHB5 mRNA水平;并利用GPHB5启动子荧光素酶报告基因检测AR结合位点的作用。

3

基因敲除小鼠模型构建和表型分析

研究GPHB5缺失对肥胖、能量代谢及脂肪组织功能的影响

利用CRISPR/Cas9技术构建GPHB5敲除小鼠,监测体重、能量消耗、体温、体成分、脂肪组织形态和基因表达等。

4

重组CGH蛋白的功能验证

验证补充GPHB5能否逆转GPHB5缺失或AR缺失引起的代谢异常

在GPHB5–/–或AR–/–小鼠中给予重组人CGH蛋白(rCGH),检测能量消耗、体温、体重和脂肪量变化。

5

体外脂肪细胞实验

验证GPHB5对脂肪细胞脂解的直接作用

在不同分化阶段的3T3-L1脂肪细胞中用rCGH处理,检测脂滴含量、甘油释放和脂解相关蛋白磷酸化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco12800017
胎牛血清Gibco10091148
新生牛血清Bioind04-102-1A
青霉素-链霉素Gibco15140122
睾酮Wako207-20553
17β-雌二醇SigmaE2758-1G
双氢睾酮SelleckS4757
恩杂鲁胺SelleckMDV3100
氟他胺SigmaF9397
胰岛素Novolin--
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
PageRuler预染蛋白分子量标准Thermo Fisher Scientific26616
UCP1抗体Cell Signaling Technology14670S
HSL抗体Cell Signaling Technology18381S
磷酸化HSL抗体Cell Signaling Technology4139S
PLIN1抗体Cell Signaling Technology9349S
磷酸化PLIN1抗体Vala Sciences4856
GLUT4抗体Cell Signaling Technology2213S
CREB抗体Cell Signaling Technology9197S
磷酸化CREB抗体Cell Signaling Technology9198S
GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118S
β-actin抗体SigmaA5316
ECL化学发光底物Thermo Fisher Scientific32106
TRIzol试剂Sigma-AldrichT9424
HiScript III 反转录预混液VazymeR323-01
ChamQ SYBR qPCR预混液VazymeQ311-03
Hieff qPCR SYBR Green预混液Yeasen11201ES08
GPHB5 ELISA试剂盒MyBioSourceMBS280386
睾酮参数检测试剂盒R&D SystemsSKGE010
睾酮高灵敏ELISA试剂盒EnzoADI-900-176
T3 ELISA试剂盒BioVisionK7422-100
T4 ELISA试剂盒BioVisionK7421-100
甘油三酯定量试剂盒SigmaMAK266
脂肪分解检测试剂盒Cayman10009381
油红OSolarbioG1260
异丙醇AladdinI112014
Lipofectamine 8000转染试剂BeyotimeC0533
双荧光素酶报告基因检测试剂盒BeyotimeRG089S
GV238质粒GeneChem--
CV045质粒GeneChem--
EchoMRI-100体成分分析仪Echo Medical Systems--
微型CTAlokaLCT-200
肛门温度计JiNuoTai--
间接测热系统SablePRO-MRMR-4
血糖仪Accu-Chek Performa--
全自动生化分析仪Chemray 800--
Q300试剂盒Metabo-Profile--
超高效液相色谱-串联质谱系统Waters--
ExpiCHO-S细胞Thermo Fisher ScientificA29127
AKTA纯化系统GE Healthcare--
3 kDa超滤管MilliporeSigmaUFC900396

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本分析
样本量、年龄分组、GPHB5和睾酮检测方法及统计方法
阅读提示:Methods部分'Collection of human serum'和'Measurement of serum parameters and TGs in liver',以及Figure 1图注
细胞实验
细胞系、培养基成分、睾酮处理浓度和时间、AR抑制剂浓度
阅读提示:Methods部分'Cell culture'和'Luciferase reporter gene assay',以及Figure 2图注
动物模型
小鼠品系、基因敲除方法、饲养环境、体重监测频率
阅读提示:Methods部分'Animal models',以及Figure 3图注
代谢表型分析
能量消耗测量方法,体成分分析仪器,冷暴露条件,葡萄糖和胰岛素剂量
阅读提示:Methods部分'Indirect calorimetry assay','Measurements of body composition and temperature','Cold-exposure experiment','Glucose and insulin tolerance tests'
重组蛋白治疗
rCGH的制备方法、给药剂量、给药途径和频率
阅读提示:Methods部分'Recombinant human GPHA2/GPHB5 protein',以及Figure 6和Figure 7图注