外周Spexin抑制小鼠食物摄入

Peripheral Spexin Inhibited Food Intake in Mice.

作者信息Shuangyu Lv, Yuchen Zhou, Yu Feng, Xiaomei Zhang, Xinyue Wang, Yanjie Yang, Xinchun Wang
PMID32831833
发布时间2020-08-05
DOI10.1155/2020/4913785

实验完整度

包含体内行为实验(食物摄入、自发活动)、基因表达检测、蛋白表达检测和免疫组化,多个独立证据层级验证功能与机制。

主要模型

雄性C57BL/6小鼠 禁食小鼠模型 自由进食小鼠模型

重点核对

小鼠品系:雄性C57BL/6,6-8周龄 给药方式:腹腔注射,剂量1和10 nmol/只 食物摄入检测时间点:1、2、4、6、24小时 拮抗剂处理:GALR2拮抗剂M871和GALR3拮抗剂SNAP37889,剂量10 nmol/只 检测指标:下丘脑Npy基因表达、c-Fos阳性神经元计数、p-CaMK2蛋白水平

摘要

Spexin(SPX,NPQ)是一种新的内源性神经肽,首先通过生物信息学鉴定。Spexin基因和蛋白广泛分布于中枢神经系统和外周组织,如下丘脑和消化道。Spexin在哺乳动物食欲调节中的作用仍不清楚。本研究旨在探讨外周spexin对小鼠食物摄入的作用及机制。在光周期,腹腔注射spexin(10 nmol/只)显著抑制禁食小鼠处理后2、4和6小时的累积食物摄入。在暗周期,spexin(1和10 nmol/只,腹腔注射)显著抑制自由进食小鼠处理后4和6小时的累积食物摄入。GALR3拮抗剂SNAP37889,而非GALR2拮抗剂,显著拮抗spexin对累积食物摄入(0-6小时)的抑制作用。Spexin显著降低下丘脑Npy mRNA水平,而不影响Agrp、Pomc、Cart、Crh、Orexin或Mch。Spexin(10 nmol/只,腹腔注射)增加下丘脑AHA和SCN中c-Fos阳性神经元的数量,但不在ARC、DMN、LHA、PVN、SON或VMH中。Spexin上调下丘脑p-CaMK2蛋白表达。本研究表明,急性外周注射spexin抑制小鼠食物摄入。其厌食效应可能由GALR3介导,并通过p-CaMK2和c-Fos抑制下丘脑神经肽Y(NPY)。

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
外周注射spexin对小鼠食物摄入的影响及其潜在机制是什么?
核心机制
Spexin可能通过激活GALR3,经p-CaMK2信号通路诱导下丘脑AHA和SCN区域c-Fos表达,抑制NPY表达,从而产生厌食效应。
主要证据
腹腔注射spexin抑制食物摄入;GALR3拮抗剂SNAP37889可阻断该效应;spexin降低下丘脑Npy mRNA水平;增加AHA和SCN中c-Fos阳性神经元数;上调p-CaMK2蛋白表达。
研究意义
该研究揭示了spexin在哺乳动物食欲调节中的作用,为理解厌食机制提供了新见解,可能为肥胖治疗提供潜在靶点。

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

评估外周spexin对标准饮食小鼠食物摄入的影响

验证spexin是否抑制小鼠食物摄入。

在光周期开始给禁食12小时的小鼠腹腔注射spexin(1、10 nmol/只)或生理盐水,在暗周期开始给自由进食小鼠注射,在注射后1、2、4、6、24小时测量标准饮食累积摄入。

2

评估spexin对高脂饮食小鼠食物摄入的影响

验证spexin是否影响高脂饮食摄入。

在光周期开始给自由进食小鼠腹腔注射spexin(1、10 nmol/只)或生理盐水,测量高脂饮食累积摄入。

3

使用拮抗剂检验GALR2/3介导spexin的厌食效应

验证spexin的厌食效应是否通过GALR2或GALR3介导。

在暗周期开始,自由进食小鼠腹腔共注射spexin(10 nmol/只)与GALR2拮抗剂M871(10 nmol/只)或GALR3拮抗剂SNAP37889(10 nmol/只),测量0-6小时累积食物摄入。

4

检测下丘脑和脑干食欲相关基因表达

确定spexin是否影响食欲相关神经肽的mRNA表达。

腹腔注射spexin(10 nmol/只)4小时后,分离下丘脑和脑干,通过RT-qPCR检测Npy, Agrp, Pomc, Cart, Crh, Orexin, Mch mRNA水平。

5

通过c-Fos免疫组化检测下丘脑神经元激活

确定spexin激活下丘脑哪些核团。

腹腔注射spexin(10 nmol/只)4小时后,灌注取脑,进行c-Fos免疫组化,计数AHA、ARC、DMN、LHA、PVN、SON、SCN、VMH中c-Fos阳性神经元数。

6

检测下丘脑p-CaMK2和p-ERK1/2蛋白表达

探究spexin是否影响下丘脑信号通路蛋白磷酸化。

腹腔注射spexin(10 nmol/只)4小时后,取下丘脑组织,通过Western blot检测p-CaMK2、p-ERK1/2蛋白水平。

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
SpexinGL Biochem--
M871Abcam--
SNAP 37889MedChemExpress--
高脂饮食Opensource Animal DietsD12492
TRIzol试剂Invitrogen--
NanoDrop 2000紫外可见分光光度计Thermo Scientific--
High-Capacity cDNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
SYBR Green预混液Applied Biosystems--
ABI 7500HT检测系统Applied Biosystems--
裂解缓冲液Thermo Scientific--
Halt蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Thermo Scientific--
PVDF膜----
半干转印系统BIO-RAD--
GAPDH抗体BeyotimeAF0006
CaMK2抗体Abcamab52476
ERK1/2抗体Abcamab184699
磷酸化CaMK2抗体Abcamab32678
磷酸化ERK1/2抗体Abcamab201015
辣根过氧化物酶标记二抗ElabscienceE-AB-1003
增强化学发光检测系统Thermo Scientific--
振动切片机Leica Biosystems--
正常山羊血清Proteintech--
兔抗c-Fos抗体Abcam--
山羊抗兔IgGProteintech--
亲和素-生物素复合物Corning--
D-葡萄糖----
血糖仪Accu-Chek, Roche--
胰岛素Novo NordiskHVGH852
通用自发活动视频分析系统Shanghai Jiliang Software TechnologyJLBehv-LM4
ImageJ----

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
动物与饲养
小鼠品系、性别、年龄、饲养环境(温度、湿度、光照周期)及适应期
阅读提示:见Methods 2.1 Animals and Chemicals
药物处理
spexin剂量、给药途径、溶剂、注射时间点(光周期或暗周期)
阅读提示:见Methods 2.2 Assessment of Food Intake 和 2.8 Experiment Design
食物摄入评估
禁食条件(12小时)、饲料类型(标准饮食或高脂饮食)、测量时间点(1,2,4,6,24小时)
阅读提示:见Methods 2.2 和 Figure 1 图注
拮抗剂实验
M871和SNAP37889的剂量、给药方式(与spexin共注射)
阅读提示:见Methods 2.8 Experiment Design 和 Figure 2 图注
基因表达检测
下丘脑和脑干取样时间(注射后4小时)、RNA提取方法、RT-qPCR条件、内参基因(36B4)
阅读提示:见Methods 2.3 Reverse Transcription and Real Time qPCR
蛋白表达检测
下丘脑蛋白提取方法、上样量、抗体信息(GAPDH, CaMK2, ERK1/2, 磷酸化抗体)
阅读提示:见Methods 2.4 Western Blot
免疫组化
灌流固定方法、切片厚度、抗体浓度、核团定义
阅读提示:见Methods 2.5 Immunohistochemistry