谷氨酸钠诱导大鼠肥胖对下丘脑弓状核NPY、ObR表达的影响

【摘要】  目的 探讨谷氨酸钠诱导大鼠肥胖后对下丘脑弓状核神经肽Y(NPY)、瘦素受体（ObR）表达的影响。方法 给新出生雌性Wistar大鼠皮下注射谷氨酸钠，连续5 d，以建立肥胖模型。动物存活至90日龄时，经左心室升主动脉插管，行4％多聚甲醛灌注固定，取下丘脑进行冰冻切片并行ABC法免疫组织化学染色，观察NPY、ObR在其下丘脑弓状核的表达情况。结果 80%的注射谷氨酸钠大鼠呈能量失衡致肥胖状态；下丘脑弓状核NPY表达较对照组增强（P＜0.05）,而ObR表达较对照组减弱（P＜0.05）。结论 谷氨酸钠诱导大鼠肥胖可引起下丘脑弓状核NPY表达上调，而ObR表达下调。

【关键词】  神经肽Y； ObR；谷氨酸钠; 弓状核; 大鼠

    The effects on expression of NPY and ObR in arcuate nucleus of hypothalamus of

    rat  obesity  induced by glutamic sodium

    ZHANG Lianshuang  WANG Xifeng  ZHANG Hongqin  et al

    Department of Histology and Embryology, Binzhou Medical University，Binzhou  256603

    【Abstract】  Objective  To investigate the effects on expression of NPY and ObR in arcuate nucleus of hypothalamus of rat obesity induced by glutamic sodium.Methods  Subcutaneous injection of glutamic sodium to rats for 5 continuing days to create  model of obesity. The hypothalamus was taken and made into frozen sections and  stained under the same condition. Using specific NPY antibody (1∶200) and ObR antibody (1∶200) by ABC immunohistochemistry method. To observe the expressions of NPY and leptin receptor in arcuate nucleus of hypothalamus.Results  80% rats induced by glutamic sodium showed over weight, the expression of NPY in arcuate nucleus of hypothalamus was significantly higher (P＜0.05)than that of control group, however, the expression of leptin receptor and GnRH was very low (P＜0.05).Conclusion  Obesity induced by injection of glutamic sodium can cause  upregulation of NPY and downregulation of ObR in arcuate nucleus of hypothalamus.

    【Key words】  NPY，ObR，glutamic sodium，arcuate nucleus，rats

    瘦素（leptin）是ob基因的表达产物，由脂肪组织分泌，含167个氨基酸残基，通过作用于其受体发挥作用。目前研究认为，leptin与肥胖有关，leptin 在下丘脑通过与其受体（ObR）作用引起神经肽Y（neuropeptide Y, NPY）表达的改变，而NPY是由下丘脑弓状核（ARC）产生的一种激素，为食欲的强烈刺激因子，NPY通过中枢和外周机制调节食欲，引起脂肪聚集，导致肥胖。给新生期鼠注射谷氨酸钠可以导致动物肥胖，此肥胖模型弓状核NPY、ObR的表达情况如何，尚未见报道。本研究拟采用注射谷氨酸钠建立肥胖大鼠模型探讨其表达情况。

    1  材料与方法

    1.1  模型制作  新生雌性Wistar大鼠 80只，随机分为实验组和对照组，每组40只，实验组按2、4、6、8、10 d皮下注射谷氨酸钠（MSG，3 mg/g体重），对照组也按2、4、6、8、10 d注射等量生理盐水，共5次，1个月后断奶，断奶后给大鼠以常规饲料和水，连续8周后，测量所有大鼠体重及体长，依据Lee指数舍去不符合标准的大鼠。得到实验组肥胖大鼠33只，对照组非肥胖大鼠31只。

    1.2  动物取材  筛选出的肥胖动物模型及对照组于生后90日龄，戊巴比妥钠腹腔注射麻醉（1.3 ml/kg）后，行4%多聚甲醛心内灌注固定，取各组灌注较好的动物各25只，断头取下丘脑后固定，后入20%蔗糖PBS沉底。

    1.3  免疫组织化学染色  参照Koning等大鼠脑定位图谱，从A5150～A3180［弓状核（ARC）正中隆起（ME）所在的平面］，恒冷箱切片，片厚20　μm。每例间隔取片5张，行ABC法免疫组化染色，所用抗体浓度NPY（1∶200）, ObR (1∶200)（以上抗体均购自武汉博士德生物工程公司）。

    1.4  图像分析  将切片置于10倍光学显微镜下观察下丘脑ARC，并用MIAS2000（Microimage Analysis System）图像分析系统进行处理，测定下丘脑ARC阳性细胞及阳性纤维灰度值。每例随机取一张切片，每张切片随机取两个视野，共计50个视野，得到50个数据。

    1.5  统计学方法  应用SPSS11.0软件包对实验结果行统计分析，各组统计量以均数±标准差（x±s）表示，先行单因素方差分析，方差齐性检验后行配对t检验，P＜0.05有统计学意义。

    2  结果

    NPY、ObR免疫阳性产物均见于实验组及对照组下丘脑弓状核神经元的胞体，部分神经纤维也呈阳性反应。实验组大鼠下丘脑弓状核NPY免疫阳性细胞及阳性神经纤维灰度值明显高于对照组（见图1、2）；实验组大鼠下丘脑弓状核平面ObR免疫阳性胞体及纤维表达较对照组明显减弱（见图3、4），两组数据详见表1。表1  各组NPY、ObR阳性细胞及阳性纤维灰度值 注：*与对照组比较，P＜0.05

    3  讨论

    随着现代生活水平的提高，肥胖的发生率逐年上升。因此，肥胖的发生机制一直是人们关注的热点，1994年Zhang等［1］首次从小鼠和人的脂肪组织中分离并克隆出肥胖基因（ob基因），ob基因编码的蛋白质为leptin，主要由脂肪组织产生，脂肪组织分泌的leptin入血后，通过脉络丛进入脑脊液，流入第三脑室，然后通过室管膜层转运至下丘脑与相应核团上的leptin 受体（ObR）结合。leptin具有广泛的生物学效应，与肥胖的关系已引起共识，其主要作用的部位为下丘脑，尤其是弓状核，通过与弓状核上的ObR结合来调节机体脂肪的多少。NPY作为中枢主要的促食欲肽，对leptin的调节起着重要作用［2］。已有实验证实，NPY神经元上有ObR分布［3］，提示NPY是介导leptin发挥作用的重要调质。研究发现，脑室内注射leptin可以明显下调NPY mRNA的表达并抑制摄食［4］，NPY成为了刺激摄食作用最强的神经肽。同时，实验证明，NPY在食源性肥胖大鼠下丘脑弓状核的表达是上调的［5］。

    本实验结果显示，谷氨酸钠诱导的肥胖大鼠模型弓状核NPY 表达明显增强，提示谷氨酸诱导肥胖的原因可能也与NPY活性的超表达有关, 脂肪生成增加，致使分泌leptin增加。由于leptin分泌增加，通过瘦素的中枢性抵抗［6］，反馈性抑制了NPY神经元上的ObR，使其数量减少。另外有研究显示，leptin与其下丘脑的leptin受体结合后可能通过抑制NPY的合成与释放来实现其调节体重的作用［7］，使得本实验中由于与ObR实际结合的leptin减少而抑制NPY合成与释放的作用减弱，也导致了弓状核NPY的表达增强。

    总之，谷氨酸钠诱导的肥胖模型，NPY在其下丘脑弓状核的表达上调，而ObR的表达下调。

【参考文献】
  ［1］ Zhang YY, Proenca R, Maffei M,et al.Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue［J］.Nature, 1994, 372(1):425432.

［2］ 曲伸, 邹大进. 瘦素受体及神经肽Y mRNA在肥胖大鼠下丘脑弓状核的表达［J］.中华内分泌代谢杂志, 2003, 19 (3):210211.

［3］ Horvath TL, Dianos, Vandenpol AN,et al.Synaptic interaction between orexin and neuropeptide Y cells in the rodent and priate hypothalamus:a novel circuit implicated in metabolic and endocrine regulations［J］.Neurosci ence 1999, 19(3):10721087.

［4］ Thorsell A,Caberlotto L, Rimondini R,et al.Leptin suppression of hypothalamic NPY expression and feeding, but not amygdale NPY expression and experimental anxiety［J］.Pharmacol Biochem Behav, 2002,71(3):425.

［5］ 蔡滢, 李晓东, 王飞,等. 食源性肥胖大鼠下丘脑弓状核NPY表达上调［J］.天津医科大学学报, 2005, 11(1): 13.

［6］ Steinberg GR, Parolin ML, Heigenhauser GJ,et al.Leptin increases FA oxidation in lean but not obese human skeletal muscle: evidence of peripheral leptin resistance［J］.Am J Physiol Endocrinol Metab，2002，283（1）：E187E192.

［7］ Stphens TW, Basinski M, Bristow PK,et al. The role of neuropeptide Y in the antiobesity action of the obese gene product［J］.Nature, 1995, 377(6549):530532.

作者单位：滨州医学院组织学与胚胎学教研室 滨州市 256603