动物代谢性疾病属于非传染性疾病,包括营养缺乏或过度导致的营养性疾病和机体代谢过程异常的代谢性疾病。STAT3的磷酸化对下丘脑POMC途径中信号的转导是不可或缺的,许多学者也一致的认为STAT3的磷酸化水平代表了瘦素的敏感性,POMC的表达与其应呈正相关。但是,在能量代谢障碍的动物,如高脂食物诱导的肥胖(DIO)小鼠下丘脑中,瘦素抵抗发生,但作用机制仍然不明。作者所在实验室的前期研究发现,DIO小鼠下丘脑基础的和瘦素刺激的STAT3磷酸化水平都升高,磷酸化STAT3过高是POMC转录受到抑制的原因之一。因此推测,若人为地降低STAT3的磷酸化水平,则可以提高动物对瘦素反应的敏感性,从而阻止瘦素抵抗的发生。本论文针对这个推测,利用体外细胞实验、转基因动物和侧脑室注射小分子抑制剂的手段,进行降低动物下丘脑STAT3的磷酸化水平及其带来的动物代谢行为改变的研究。主要研究结果如下:1.降低293OBRb细胞中STAT3的磷酸化水平促进了瘦素的信号传导本研究利用一个有效的体外细胞实验系统,该系统能正常的反应体内瘦素信号转导通路中的POMC途径。结果显示,STAT3的激活是瘦素介导的POMC转录所必需的,系统中不加STAT3时,瘦素的信号传导受阻;在加入STAT3的情况下,额外加入细胞因子SOCS3、FoxO1也会使瘦素的信号传导受阻,印证了两种因子参与动物瘦素抵抗的观点。有趣的是,尽管两者都阻碍瘦素的信号传导,SOCS3抑制STAT3的磷酸化而FoxO1促进STAT3的磷酸化。与之相反,系统中加入DNA结合域缺失的FoxO1突变体FoxO1ΔDBD时,则STAT3的磷酸化抑制,但瘦素的信号传导加强。当系统中加入STAT3磷酸化小分子抑制剂S3I-201时,瘦素刺激下STAT3的磷酸化水平下降伴随着瘦素信号传导的加强。以上结果初步说明降低STAT3的磷酸化水平,可以提高瘦素的作用。2.转基因鼠下丘脑中STAT3的磷酸化水平降低导致小鼠的体重减轻通过商业化服务获得了FoxO1ΔDBD的转基因首建鼠,并对转基因鼠繁育扩群。建立了一套稳定的基因型鉴定方法,利用荧光定量PCR法筛选出了一个目的基因高效转录的小鼠品系Line7,并用免疫沉淀的方法鉴定到了目的蛋白在此小鼠品系下丘脑中的表达。结果显示目的蛋白FoxO1ΔDBD在转基因小鼠下丘脑的表达降低了STAT3的磷酸化水平。表型分析发现,转基因小鼠在普通饲料与高脂饲料喂养下体重都显著低于野生型小鼠。转基因小鼠棕色脂肪组织UCP1的转录高于野生型小鼠,代谢笼与冷刺激实验都显示转基因小鼠的自身热量耗散增加,是小鼠体重减轻的原因之一。3.脑室的注射S3I-201降低了下丘脑STAT3的磷酸化水平并使小鼠体重减轻年龄和体重相近的雄性鼠昆明白鼠分为实验组和对照组,单笼单只饲养。饥饿处理48h后用戊巴比妥钠麻醉,在有或无瘦素参与的情况下实施脑室微量注射(I.C.V)。实验组注射STAT3抑制剂(SI3-201),对照组注射同剂量的DMSO。45分钟后取下丘脑做Western杂交(每组3只),结果显示:瘦素对STAT3磷酸化的激活作用能被SI3-201抑制。在注射12、24和48小时后,体重测量结果(每组9只)显示,排除了手术的影响,与对照组相比,各时间点的实验组小鼠体重都显著减轻(p<0.05)。说明脑室注射S3I-201在抑制瘦素介导的STAT3磷酸化的同时也能对于降低动物体重有非常明显的效果。总之,本论文通过体内和体外的实验实现了对小鼠下丘脑中瘦素介导的STAT3磷酸化的抑制,并且发现,这种抑制促进了瘦素的信号传导,小鼠的体重减轻。此结果有力地支持了DIO小鼠下丘脑中磷酸化水平过高抑制瘦素作用这一新观点。此论文为动物代谢病的研究增加了新的内容,具有重要的理论价值,并且为今后人类减肥药物的开发和研究提供了主要参考。