7月28日,国际学术期刊Diabetologia在线发表了中科院上海生科院营养科学研究所郭非凡组的研究论文“Central prolactin receptors (PRLRs) regulate hepatic insulin sensitivity in mice via signal transducer and activator of transcription 5 (STAT5) and the vagus nerve”。该研究阐明了下丘脑催乳素受体 (PRLR) 通过激活STAT5,进而提高外周肝脏胰岛素敏感性的分子机制,揭示了下丘脑PRLR调节外周代谢稳态的新功能。
近年来2型糖尿病在全球呈高度流行趋势,其核心病理特征是胰岛素抵抗。目前关于2型糖尿病的研究主要集中在肝脏等单个器官,而各个器官的交互作用对2型糖尿病影响的研究较少。中枢神经系统,尤其是下丘脑,在机体外周组织的胰岛素敏感性调节中起非常重要的作用,近来已逐渐成为研究热点。
PRLR是细胞因子受体家族的一员,与乳腺发育、泌乳、细胞的分裂与增殖等多种功能相关。之前关于PRLR调控代谢的功能研究主要集中在外周组织。例如PRLR全身敲除小鼠在注射葡萄糖之后,血糖水平高于正常小鼠。此研究认为PRLR主要通过间接调节胰岛密度,β细胞数目和大小来调节胰岛素分泌,进而调节血糖水平。本组曾研究发现了肝脏PRLR在调节胰岛素敏感性方面的重要作用。但下丘脑PRLR在外周胰岛素敏感性调控中的作用尚无报道。
目前在人类中已经发现PRLR有五种亚型,啮齿类中有两种。其中长型lPRLR是下丘脑的主要功能亚型。郭非凡研究组的肖斐、夏婷婷和吕子全等人在研究中分别构建了过表达和抑制IPRLR表达的腺病毒。 通过向小鼠第三脑室注射腺病毒发现,在下丘脑过表达lPRLR能够提高肝脏的胰岛素敏感性,而敲除lPRLR将降低肝脏胰岛素敏感性。进一步研究证实lPRLR对外周糖代谢的调节是通过下丘脑STAT5信号通路以及肝脏迷走神经信号传递的。本研究还发现胰岛素抵抗模型db/db小鼠下丘脑中lPRLR表达显著低于野生型小鼠;向db/db小鼠第三脑室注射lPRLR过表达腺病毒能够提高其全身的胰岛素敏感性。
本研究加深了人们对中枢PRLR作用的理解,为下丘脑调节外周胰岛素敏感性的研究打开新的视角。丰富了人们对各个器官的交互作用调控糖代谢的认识,有助于加强对糖尿病及相关的代谢性疾病发生机制的理解。
该项工作得到国家自然科学基金、科技部、中科院以及中国博后等科研基金的支持。