脑源性神经营养因子（BDNF）属于神经营养因子家族的一员,它主要与其受体酪氨酸激酶受体B（TrkB）相结合,通过激活磷脂酶C（PLC-γ）、丝裂原激活蛋白酶（MAPK）和磷酸肌醇激酶3（PI3-K）进行细胞间信号传递,从而促进神经元分化和突触可塑性,调控一些神经退行性疾病,如帕金森氏病、阿茨海默症和亨廷顿氏症等。下丘脑是动物摄食和能量平衡调控的关键区域,Bdnf和TrkB基因在下丘脑各个区域都有所表达,包括下丘脑腹内侧核（VMH）、背内侧核（DMH）、外侧下丘脑（LH）和室旁核（PVH）,但是在弓状核（ARC）区域只有TrkB表达,Bdnf几乎不表达,而且不同区域的BDNF或者TrkB在能量平衡调节过程中的作用也存在差异。另外,Bdnf或者TrkB在肥胖发生过程中的作用及其调控机制尚不清楚,有待进一步深入研究。本研究通过Cre-loxp系统在小鼠大脑中枢位点特异性和时间特异性敲除Bdnf或者TrkB基因,研究二者对小鼠体重、摄食量和能量消耗的调节作用,为预防和治疗肥胖以及相关疾病提供理论基础。通过试验主要获得以下研究结果:1.下丘脑VMH区域Bdnf对小鼠体重的调控作用。首先采用Sf1-Cre小鼠和Bdnf^lox/lox小鼠杂交得到Sf1-Cre;Bdnf^lox/lox基因敲除小鼠,从胚胎时期敲除Bdnf基因;为了排除发育过程造成的影响,其次采用AAV-Cre-GFP病毒显微注射的方法从成年小鼠的VMH区域敲除Bdnf基因。结果如下:（1）通过免疫组化和原位杂交实验检测发现Sf1-Cre;Bdnf^lox/lox小鼠下丘脑VMH区域的Bdnf基因被敲除,敲除效率达90%以上,可以进行后续实验研究;（2）胚胎发育时期敲除VMH的Bdnf并不影响小鼠体重变化,这可能由于在胚胎发育过程中,其他食欲或者能量消耗相关的调控区域起到补偿作用;（3）利用AAV-Cre-GFP病毒显微注射的方法,成功敲除成年小鼠VMH的Bdnf基因;（4）敲除成年小鼠VMH的Bdnf基因可以显著提高小鼠体重和日摄食量。2.下丘脑VMH区域Bdnf对小鼠能量消耗和自主运动的调控作用。研究发现VMH的Bdnf基因可以参与调节小鼠体重和日摄食量,但是否参与调控小鼠能量消耗还不清楚,有待进一步研究。本实验采用代谢笼系统测定成年VMH的Bdnf敲除小鼠的能量消耗和自主运动。结果如下:（1）成年VMH的Bdnf基因敲除小鼠的肌肉耗氧量显著低于对照组小鼠,但是个体的耗氧量却显著高于其对照组;（2）敲除成年小鼠VMH的Bdnf基因后,小鼠的自主运动显著降低;（3）VMH的Bdnf基因主要通过调节小鼠日摄食量影响小鼠体重,但这种调控作用受发育影响;（4）下丘脑DMH区域Bdnf基因不参与调控小鼠体重。3.下丘脑PVH和VMH区域以外的Bdnf对小鼠体重和能量消耗的调控作用。本实验采用Nkx2.1-Cre小鼠与Bdnf^lox/lox小鼠杂交得到Nkx2.1-Cre;Bdnf^lox/lox基因敲除小鼠,从胚胎发育时期特异性敲除下丘脑PVH区域以外Bdnf基因。结果如下:（1）成功获得Nkx2.1-Cre;Bdnf^lox/lox位点特异性基因敲除小鼠,敲除组小鼠体重显著高于对照组小鼠;（2）Nkx2.1-Cre;Bdnf^lox/lox小鼠的日摄食量和空腹血糖水平没有发生变化;（3）与对照组小鼠相比,Nkx2.1-Cre;Bdnf^lox/lox小鼠的肌肉耗氧量显著降低;（4）Nkx2.1-Cre;Bdnf^lox/lox小鼠的基础代谢和棕色脂肪组织产热没有发生变化,但是交感神经系统的活动显著下降。4.TrkB受体对小鼠体重的调控作用。本实验中采LpeR-Cre小鼠与TrkBflox/flox（fB/fB）小鼠杂交,得到LepR-Cre;fB/fB基因敲除小鼠,研究TrkB基因对小鼠体重和能量平衡的调节作用。结果表明:（1）特异性敲除TrkB基因后,小鼠体重显著升高,但是日摄食量和空腹血糖水平没有发生变化;（2）TrkB基因被敲除后显著降低小鼠的肌肉耗氧量,但是不影响小鼠的自主运动;（3）TrkB基因被敲除后,影响ARC、DMH、PMV和VMH区域p-STAT3表达变化,其中ARC、DMH、PMV三个区域p-STAT3表达下降,但是VMH区域p-STAT3表达水平上升。综上所述,下丘脑不同部位Bdnf对小鼠的体重、日摄食量和能量消耗具有不同的调节作用,PVH和VMH的Bdnf对小鼠日摄食量调节起着重要作用,但是这一作用受发育过程影响;除PVH和VMH区域以外,下丘脑其他区域的Bdnf参与调节小鼠能量消耗;TrkB作为Bdnf受体,在调节小鼠体重和能量平衡过程中也起着重要作用。特异性敲除leptin受体神经元中TrkB基因可以降低小鼠肌肉能量消耗,增加体重,同时影响leptin信号通路。