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1.《科学》杂志发表研究揭示G蛋白偶联受体GPR45在调控食欲和能量平衡中的关键作用。
2.GPR45通过激活黑皮质素-4受体(MC4R)神经元来抑制食欲,与肥胖发生密切相关。
3.实验中发现两种GPR45突变会导致GPR45基因产生错义突变,破坏GPR45的纤毛定位能力。
4.由于此,突变体GPR45长期滞留于细胞质中,无法将Gαs转运至纤毛,最终导致纤毛内cAMP信号减弱。
5.未来或许能通过小分子药物激活GPR45,实现健康体重管理。
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肥胖不仅会影响我们的外观,它也会为糖尿病、代谢紊乱综合征等其他疾病埋下隐患。目前,肥胖已经成为全球性的健康挑战之一,影响着数亿人的生活质量。每当面对困难重重的减肥过程,相信许多人都会想过同一个问题:人为什么会发胖呢?
尽管肥胖发生涉及复杂的调控网络,但其本质仍然是能量摄入与消耗的失衡。下丘脑作为大脑中的“能量调控中心”,能通过整合瘦素等信号和神经元活动,协调食欲与代谢。其中,黑皮质素系统是下丘脑调控能量平衡的核心通路。当摄入食物过多时,脂肪组织分泌的瘦素会随着循环系统作用于下丘脑弓状核(ARH)的神经元,通过激活黑皮质素-4受体(MC4R)神经元来抑制食欲。
图片来源:123RF
这一通路受损与肥胖发生密切相关,比如当个体年龄渐长时,下丘脑神经元表面的MC4R会逐渐减少,降低饱腹感信号。因此,年纪越大越难管住嘴,导致了“中年发福”的现象。(相关阅读:难怪中年易发福!新研究发现,负责“管住嘴”的脑细胞到中年变样了!)
近日,一项发表于《科学》杂志的研究发现,G蛋白偶联受体GPR45在调控食欲和能量平衡中具有关键作用,能够通过激活MC4R来影响个体进食行为。GPR45被破坏时,小鼠会表现出食欲亢奋状态,也更容易变得肥胖。
实验中,作者通过大规模正向遗传筛查,对小鼠进行随机突变诱导。在大量数据中,他们发现了两个与肥胖相关的突变等位基因,这两种突变都会导致GPR45基因产生错义突变。为了验证GPR45的实际功能,研究者通过基因敲除构建了一批GPR45基因缺失小鼠,这些小鼠会明显对食物更感兴趣,也会表现出肥胖的表型。不过,如果严格限制这些实验小鼠的食物供给,让它们的食物消耗量与对照小鼠相当时,肥胖表型则可以实现逆转。这表明GPR45的缺失能通过增加食物摄入导致肥胖。
▲GPR45影响食欲的信号通路图(图片来源:参考资料[1])
通过组织样本分析,作者发现GPR45的mRNA水平在下丘脑室旁核(PVH)中高表达。与典型的G蛋白偶联受体不同,GPR45并不直接激活G蛋白信号,而是将一种刺激型G蛋白亚基Gαs转运至神经元纤毛结构中。该过程能使得Gαs与纤毛内的MC4R结合,促进下游cAMP信号激活,从而抑制食欲。当GPR45与MC4R共同表达时,可以进一步促进Gαs蛋白向神经元纤毛的运输,从而增强MC4R的信号传导,由此在分子层面形成食欲抑制的良性循环。
而该研究发现的两种GPR45突变会破坏GPR45的纤毛定位能力。因此突变体GPR45长期滞留于细胞质中,无法将Gαs转运至纤毛。最终导致纤毛内cAMP信号减弱活,让小鼠的摄食行为停不下来。
这些发现或许能为肥胖带来全新的治疗靶点,例如通过小分子药物激活GPR45,增加Gαs蛋白在神经元纤毛中的积累,从而增强MC4R的信号来实现抑制食欲。由此,或许未来能够从源头上减少食物摄入,实现健康体重管理。
参考资料:
[1] GPR45 modulates Gαs at primary cilia of the paraventricular hypothalamus to control food intake. Science (2025). DOI: 10.1126/science.adp3989
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