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《细胞研究》:一定要好好睡觉啊!湘雅团队发现全新激素,睡眠不足会抑制激素表达,导致胃口大开、食量大增、体重大涨丨科学大发现

奇点网  · 公众号  · 医学  · 2025-03-01 18:00

正文

*仅供医学专业人士阅读参考

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俗话说,睡眠不够,身上长肉。


大约3年前,妙佑医疗国际(Mayo Clinic)的研究人员在顶刊JACC上发表了一项重磅临床研究成果。


他们发现, 仅两周的睡眠限制,就可以让受试者多吃17%的热量(但能量消耗没有变化),这会使得受试者内脏脂肪增加11% [1]。


难怪失眠或者上夜班的人那么容易胖。吃得多了,能量消耗却没有增加,不长肉才怪呢!


然而,三年前的那个研究也留下了一个巨大的疑问:为何睡眠不好,胃口却大好?


今年春节期间,由 中南大学湘雅医院罗湘杭和彭慧 领衔的研究团队,在著名期刊 Cell Research 上发表了一篇重磅研究论文[2]。


他们 发现了一种新型的下丘脑激素——Raptin,它的水平受睡眠的影响 睡眠质量好的话,Raptin表达水平就高,通过作用于下丘脑室旁核和胃部表达GRM3受体的神经元,一方面抑制食欲,另一方面还抑制胃的排空,进而达到降低食欲、减少进食、防控肥胖的效果 。反之, 睡眠不好,Raptin表达受抑制,就会胃口大开、食量大增、体重暴涨


在GLP-1受体激动剂大红大紫的今天,Raptin的发现,以及Raptin受体激动剂的研发,让人充满期待。 中南大学湘雅医院谢灵祁和胡彪是论文共同第一作者


论文首页截图


研究一开始,罗湘杭团队就利用碎片化睡眠(SF)小鼠模型证实,两个月的碎片化睡眠会加速小鼠体重增加,并增加食物摄入量;而且,与对照组相比,能量的消耗确实没有显著变化。


这一实验结果,再次将矛头指向了热量摄入增加。因此,他们开始着手寻找受睡眠影响的食欲调节激素,下丘脑 (神经内分泌系统和睡眠/觉醒周期调节的中心枢纽) 成为了他们的研究对象。


蛋白组学分析结果表明,碎片化睡眠小鼠有9个蛋白的水平发生了显著变化,其中有3个是分泌蛋白,而 唯独RCN2主要在下丘脑中表达 。因此,RCN2就成为他们研究的焦点。后续的荧光标记实验也表明, RCN2主要在下丘脑室旁核(PVN)的神经元中表达。


在分析不同时间段小鼠PVN中RCN2表达水平时,罗湘杭团队发现,与活动期(ZT12和ZT18)相比, 睡眠期(ZT0和ZT6)PVN中RCN2表达水平更高 。显然,RCN2的表达受睡眠调节。由于PVN是下丘脑激素释放的关键区域,他们推测RCN2可能是一种新型的下丘脑激素,并将其 命名为Raptin。


在分析小鼠血浆中Raptin水平之后,他们也发现Raptin的分泌峰值出现在睡眠期(ZT0-ZT12)。基于人体组织的数据也显示, RCN2确实在人PVN神经元中高表达,而且血浆Raptin的峰值出现在睡眠期,尤其是凌晨1点左右。


很显然,在小鼠和人体内,Raptin的表达水平都是受睡眠调节的。


下丘脑激素Raptin的表达部位,以及与睡眠之间的关系


既然已经抓到了表达Raptin的神经元,接下来要做的,就是找到影响这些神经元,以及受Raptin影响的神经元、组织或器官。


借助于逆行追踪技术,罗湘杭团队发现, 下丘脑视交叉上核(SCN)中表达加压素(AVP)的神经元(SCN AVP ),是PVN中RCN2阳性神经元(PVN RCN2 )的上游信号来源。


具体来说,激活SCN AVP ,PVN RCN2 也被激活,Raptin水平升高,还能有效降低1小时的食物摄入量;相反,SCN AVP 被抑制,PVN RCN2 活性也降低,Raptin水平降低,小鼠食物摄入量增加。显然, Raptin的表达水平是由SCN AVP →PVN RCN2 这条神经回路调控的。


为了证实Raptin的作用,罗湘杭团队在碎片化睡眠小鼠模型的PVN中过表达了Raptin,发现可以显著缓解小鼠模型体重增加过快的情况,并将小鼠模型的食物摄入量降至对照组水平。此外, PVN特异性 Rcn2 过表达还能改善碎片化睡眠诱导的葡萄糖耐量、胰岛素敏感性和脂肪积累受损。


过表达Raptin的好处


后续体内注射Raptin的研究还表明,Raptin对食欲和胃排空有抑制作用,以及食物摄入量的减少是Raptin诱导体重减轻的主要因素。


此外,基因敲除实验还显示, RCN2不会影响其他典型食欲调节神经元 (例如抑制食欲的POMC表达神经元和促进进食的AgRP表达神经元) ,也不影响瘦素和食欲素A的水平。


简而言之,源自下丘脑的Raptin能抑制食物摄入,并预防肥胖,而且与其他多种调节方式保持独立关系。


接下来的问题是,受睡眠调节的下丘脑激素Raptin,究竟是如何调节食欲的呢?


罗湘杭团队先确定了 Raptin的受体是GRM3,以及Raptin主要靶向PVN和胃神经元上表达的GRM3 。这说明,下丘脑室旁核(PVN)和胃是Raptin的主要靶组织/器官。


无论是 特异性敲除PVN神经元中的 Grm3 基因(增加食欲),还是特异性敲除胃神经元中 Grm3 基因(加速胃排空),都会增加小鼠的进食量和体重 。如果 同时敲除上述两处神经元的 Grm3 基因的话,小鼠的进食量和体重增加更多 ,说明两个靶器官的功能并不重叠,后续研究也证实,其实这两个靶器官的反应不存在关联。


下丘脑室旁核(PVN)和胃是Raptin的主要靶组织/器官


至于下丘脑激素Raptin激活下游神经元的机制,罗湘杭团队也做了探索。


他们发现, Raptin-GRM3信号激活了PI3K-AKT通路,启动了线粒体轴突运输,为神经元活动的维持,提供了充足的能量。


罗湘杭团队这个研究的另一大亮点,是在人体内初步探索了Raptin的作用机制。


他们基于近300名受试者的数据发现, Raptin水平失调与睡眠不足诱发的肥胖症有关 。此外,他们还证实, 睡眠限制疗法(SRT)不仅可以改善受试者的睡眠质量,还可以降低体重、减少能量摄入,提升血浆Raptin水平


人体研究数据


研究的最后,他们分析了我国2000名肥胖症患者的基因数据,发现了一个RCN2的无义突变(p.Arg157Ter)。


三名携带该突变的肥胖症患者都患有夜食综合征(NES),他们在夜间睡眠阶段的血浆Raptin水平较低,夜间食物摄入量显著增加。


总的来说,罗湘杭/彭慧团队这个研究发现了一个新的、受睡眠调节的下丘脑激素Raptin,并揭示了Raptin抑制食欲和肥胖的分子机制,从而为肥胖的治疗提供了一条潜在的新思路。鉴于GLP-1受体激动剂那么火,Raptin受体激动剂非常值得研究。







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