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背景与目的:精神分裂症是一种严重的慢性精神疾病,可影响行为和认知,精神分裂症患者的预期寿命比正常人短15-20年。奥氮平(Olanzapine,Olan)是目前临床上治疗精神分裂症最广泛的一线药物,但长期使用会导致严重的代谢副反应,如体重增加和肥胖等,不仅严重影响患者的服药依从性,还会导致心脑血管疾病的发病率和死亡率增加。摄食增加是奥氮平导致肥胖的重要表现形式之一。下丘脑是摄食和能量代谢的调节中心,胰高血糖素样肽1受体(glucagon like peptide 1 recepter,GLP1R)在下丘脑中广泛分布,GLP1R激活后会影响下游能量与摄食信号通路相关因子AMP依赖蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)以及下丘脑阿片黑素促皮质素原(Proopiomelanocortin,POMC)等食欲肽的表达,从而减少食物的摄入。实验室前期结果发现,奥氮平能显著增加大鼠食物摄取量并明显下调小肠组织中GLP1的分泌及其受体的表达,下丘脑中GLP1R也会受到奥氮平的影响,但具体机制尚不清楚。因此,了解下丘脑GLP1R在奥氮平导致摄食增加中的作用以及具体的调控机制,对改善奥氮平引起的摄食增加效应至关重要。本研究通过大鼠体内和细胞体外实验,探究奥氮平调节下丘脑GLP1R表达介导摄食增加的机制,为阐明奥氮平引起代谢副反应的机制提供新的参考。方法与结果:1.不同剂量奥氮平对SD大鼠体重、摄食、体脂等影响选取40只体重为180-220 g的成年SD大鼠,通过主动口服的给药方式,SD大鼠分别经0、0.25、1.0和4.0 mg/kg剂量的奥氮平(t.i.d.),连续给药14天,给药过程中对体重和摄食量进行监测,给药结束后检测血清中TG、TC、HDL-C和LDL-C等生化指标。奥氮平处理大鼠14天后,1.0 mg/kg奥氮平组的大鼠体重、累计摄食量、TG、TC的浓度均显著高于对照组(p<0.01),而低剂量组无显著差异。4.0 mg/kg高剂量组大鼠累计摄食量、TC浓度与对照组相比均有显著增加,但大鼠的体重及TG浓度的增加不显著。2.奥氮平下调下丘脑室旁核GLP1R的表达Western Blot实验发现,奥氮平剂量依赖性下调下丘脑中GLP1R的蛋白表达。奥氮平主要下调室旁核中GLP1R的蛋白表达水平及AMPK/ACC的磷酸化水平的表达,并显著下调厌食作用肽Cart基因的表达水平,显著上调促食作用肽Npy和Agrp的基因表达水平。3.GLP1R参与奥氮平介导的AMPK/ACC表达下调进一步验证GLP1R是否参与奥氮平对下丘脑AMPK/ACC摄食相关因子的影响,选择MHYPOE-N43/5下丘脑细胞开展体外实验。选用0、5、10、20μM的奥氮平浓度作用于下丘脑细胞,通过免疫荧光实验发现奥氮平剂量依赖性地下调GLP1R的表达水平,其中奥氮平浓度为20μM时GLP1R的表达水平极显著下调(p<0.0001)。构建Glp1r过表达及沉默质粒,分别转染进MHYPOE-N43/5下丘脑细胞,Western Blot结果显示,GLP1R过表达后能显著逆转奥氮平对GLP1R的抑制作用(p<0.05),进一步活化AMPK/ACC磷酸化水平;而沉默GLP1R,实现了下丘脑细胞内GLP1R的低表达,进一步抑制AMPK/ACC磷酸化水平。4.奥氮平通过5-HTR2A-PKA通路影响GLP1R的表达荧光定量RT-PCR实验结果显示,奥氮平显著抑制下丘脑室旁核中5-ht2a受体基因的转录水平(p<0.05)。在体外实验中,给予下丘脑细胞5-HT受体激动剂激动5-HT2A受体,Western Blot结果显示,奥氮平处理后5-HT2A受体蛋白表达水平及下游PKA磷酸化水平显著下调(p<0.01),GLP1R的蛋白表达水平也显著下调(p<0.05)。与奥氮平处理组相比,同时给药5-HT受体激动剂和奥氮平后这些因子的蛋白表达水平均显著上调,且5-HT2A受体与GLP1R蛋白表达水平呈正相关(r=0.80,p=0.01)。奥氮平处理后PKA磷酸化水平及GLP1R蛋白表达水平显著下调(p<0.05)。与奥氮平处理组相比,同时给药PKA抑制剂H89和奥氮平组GLP1R蛋白表达水平和PKA的磷酸化水平显著下调(p<0.05)。上述结果表明奥氮平下调5-HT2A受体的表达,抑制PKA的磷酸化水平,进而下调GLP1R的表达。5.奥氮平下调GLP1R转录因子PPARα的表达进一步探究奥氮平对GLP1R表达的调控,对GLP1R相关转录因子Pparα、Ebf1、Stat4进行了荧光定量RT-PCR检测,实验结果显示奥氮平显著下调Pparα基因的转录水平(p<0.05)。免疫荧光实验发现奥氮平剂量依赖性地下调PPARα的表达水平,与GLP1R梯度给药奥氮平时荧光结果一致。免疫荧光及Western Blot实验结果显示,奥氮平处理组PPARα、GLP1R蛋白水平显著下调(p<0.05)。与奥氮平处理组相比,Pparα过表达质粒转染后给药奥氮平,PPARα和GLP1R的蛋白表达水平均显著上调(p<0.01)。以上结果表明奥氮平可能干预PPARα对GLP1R的正向激活作用。6.利拉鲁肽联合用药缓解奥氮平引起的摄食增加效应选择GLP1R激动剂利拉鲁肽与奥氮平联合处理大鼠,探究利拉鲁肽是否能缓解奥氮平引起的摄食增加效应。将32只SD大鼠随机分为四组:空白对照组(Control)、奥氮平给药组(Olan,1 mg/kg,b.i.d.)、利拉鲁肽给药组(Lir,0.125mg/kg,b.i.d.)、奥氮平联合利拉鲁肽给药组(Olan+Lir,1 mg/kg Olan;0.125 mg/kg Lir,b.i.d.),期间每4天对大鼠的体重、剩余饲料进行称量并记录。给药结束后,检测血清中TG、TC、HDL-C和LDL-C等生化指标。连续给药42天后,与对照组相比,Olan组大鼠摄食、体重及血脂浓度显著增加;Olan+Lir联合处理能缓解奥氮平引起的大鼠摄食、体重增加和血脂升高。Western Blot实验结果显示,与Control组相比,Olan处理后大鼠下丘脑室旁核GLP1R及其下游AMPK/ACC磷酸化水平显著下调(p<0.05);与Olan处理组相比,联合处理组GLP1R及其下游AMPK/ACC磷酸化水平显著上调(p<0.05)。Olan+Lir联合处理有效减少奥氮平引起的促食作用肽Npy/Agrp基因的高表达,显著增加抑食作用肽Cart基因的表达,明显改善奥氮平引起的摄食增加效应。结论:奥氮平通过抑制5-HTR2A-PKA信号通路以及GLP1R转录因子PPARα的蛋白表达,下调下丘脑GLP1R的蛋白表达水平,降低下游AMPK/ACC的磷酸化水平和抑食作用肽CART的表达,进而影响摄食。联合GLP1R激动剂利拉鲁肽能有效减弱奥氮平对GLP1R的下调作用,缓解奥氮平引起的摄食增加效应,为阐明奥氮平引起代谢副反应的机制提供新的线索。