肥胖,是現代社會面臨的重大健康挑戰。遺傳學家們則將尋找到與肥胖相關的基因作為目標。
近期,在國家自然科學基金項目(項目編號:81570756、81170789)等資助下,復旦大學生命科學學院教授吳曉暉與許田合作,用自行研發技術獲得的突變小鼠資源,發現了一種G蛋白偶聯受體“Gpr45”與肥胖發生相關,并深入闡明了其如何作用于中樞神經系統而導致肥胖。這項研究在學術期刊《臨床研究雜志》(Journal of Clinical Investigation)發表。
以“轉座子”插入為基礎
作為一名遺傳學研究人員,吳曉暉一直關心與肥胖有關的遺傳現象。“幾百萬年以來,人類在進化中適應了經常出現的饑餓,積極地將食物轉變成脂肪儲存起來。”吳曉暉看到,“當生活水平提高后,很多人不由自主地胖了起來。”
多年來,吳曉暉帶領課題組一直致力于尋找與肥胖相關的基因,這項工作離不開動物模型的開發。2005年,他與許田課題組利用飛蛾體內一種被稱為piggyBac的“轉座子”插入小鼠基因組中,首創了高效實用的哺乳動物轉座子系統。
“轉座子是一小段DNA,可以在基因組里自由跳躍形成新的突變。”吳曉暉告訴《中國科學報》記者。當時,《細胞》(Cell)雜志在封面報道了這一重要進展。
在最近這項研究中,吳曉暉和同事們則以piggyBac轉座子插入誘變小鼠為基礎,篩選體重和體脂含量異常的基因突變。他們從408個基因突變的小鼠中新發現了5個肥胖品系。這意味著,研究者們新發現了5個與肥胖相關的基因。G蛋白偶聯受體Gpr45便是其中之一。
深入探索Gpr45
接下來,研究人員選擇了G蛋白偶聯受體Gpr45開展深入研究。“G蛋白偶聯受體是一大類細胞表面蛋白,結合各種細胞外信號分子而改變細胞狀態。市面上超過30%的藥品是針對這一類蛋白研發的。”吳曉暉說。這項研究之初,他們就瞄準了G蛋白偶聯受體作為疾病干預靶標的潛力。
進一步地,吳曉暉帶領團隊開展了一系列實驗,發現Gpr45可以調控能量代謝信號分子“阿黑皮素原(POMC)”的特異表達,并影響機體能量代謝。Gpr45失活引起POMC表達量和POMC神經元活性降低,小鼠代謝減緩。
“這和我們之前的印象不同,這些小鼠并不是因為吃得多而胖起來,更像是‘喝涼水都會胖’的那種類型。”吳曉暉表示。
由于代謝減緩,突變小鼠消耗的氧氣、產生的二氧化碳都比正常小鼠少,也更難在寒冷時有效維持體溫。研究人員們觀察到,正常小鼠在4攝氏度放置2個小時后仍然能維持正常生命活動。而突變小鼠的體溫則降到了危及生命的程度。這些事實提示突變小鼠攝入的能量更容易轉化成脂肪儲存起來。
Gpr45的表達集中于腦部,腦室注射POMC產物的類似物能抑制Gpr45突變小鼠的肥胖。吳曉暉對此形象地形容,Gpr45對肥胖的影響是讓小鼠的“腦子出了問題”。
“基金申請公平、簡單”
在同行專家看來,這項研究成果不僅顯示Gpr45是能量代謝的重要調控分子,為進一步研究肥胖的分子機制提供了新視角,也為探索有效肥胖干預方法提供了有吸引力的新候選靶點。
吳曉暉表示,目前,所有的工作都是在小鼠身上開展的,下一步還需要繼續圍繞人的肥胖基因開展實驗。同時,科學家也尚未尋找到Gpr45調控信號,作為“孤兒受體”的Gpr45究竟如何工作,也是需要深入研究的課題。
在吳曉暉的科研生涯中,國家自然科學基金一直是一位重要的“小伙伴”。2012年以來,他兩次獲得國家自然科學基金委員會醫學科學部“疾病動物模型”項目資助,實驗室開展的肥胖等疾病動物模型和疾病機理研究奠定了良好基礎。讓吳曉暉感受最深的一點,便是科學基金的公平和簡單。“申請者為申請課題本身花的精力并不多,我們可以更專注地投入到科研中去。”他指出,“同時,逐年增長的資助額度也讓科研人員有了更廣闊的空間。”
8月2日,由上海科技館、上海市奉賢區博物館、上海科普教育發展基金會聯合主辦的第227期上海科普大講壇在上海市奉賢區博物館舉行。講堂現場,復旦大學科技考古研究院、文物與博物館學系教授胡耀武開講《古人吃什......
全球有超過10億人過度肥胖。衛生當局將肥胖的流行歸咎于卡路里攝入增加與身體活動減少兩個方面,但哪個因素的影響更大呢?一項7月14日發表于美國《國家科學院院刊》的研究得出結論:在推動肥胖的流行上,飲食所......
近日,復旦大學公布一批政府采購意向,預算4314.9萬元,包括多維度能量代謝測定儀、三重四極桿液質聯用儀、傅立葉變換紅外光譜儀及顯微成像等。為便于供應商及時了解信息,現將復旦大學6月至12月政府采購意......
肥胖是一項成因復雜的慢性代謝性疾病,是導致糖尿病、脂肪肝、心腦血管疾病等一系列疾病的重要病因或危險因素。近日,我國科學家開發的一款減重降糖藥物的臨床研究成果在《新英格蘭醫學雜志》發表,這也是我國代謝新......
據復旦大學官方微信發布,著名物理學家,中國科學院院士,復旦大學物理學系教授、博士生導師孫鑫,因病醫治無效,于2025年5月27日下午15:18在新華醫院逝世,享年87歲。孫鑫據介紹,孫鑫,1938年7......
2005年5月,復旦大學生物醫學研究院揭牌運行,今年5月,研究院(以下簡稱研究院)迎來建院二十周年。“研究院從誕生起就是創新的產物,是綜合性大學辦醫學院的創新載體,是‘不拘一格降人才、突破傳統建機制’......
5月20日,在復旦大學主辦的第二屆復旦-新加坡國立大學-高麗大學S3可持續論壇上,復旦大學災害風險綜合研究(IRDR)極端天氣氣候與健康風險互聯和治理國際卓越中心發布《氣候變化-大氣環境-健康全因圖譜......
5月17日,距離復旦大學建校120周年紀念日還有10天,復旦大學附屬醫院發展基金(以下簡稱“基金”)成立,重點支持復旦大學附屬醫院在醫療、教學、科研及管理等方面的持續發展。基金啟動資金1億元人民幣,由......
5月10日,復旦大學化學學科百年啟動儀式暨校友“智匯”高峰論壇在江灣校區化學樓舉行。復旦大學校長、中國科學院院士金力出席啟動儀式并致辭。1984級化學系無機化學專業校友、復旦大學校董譚瑞清捐贈人民幣1......
2025年7月23-26日,陶術特邀 復旦大學藥學院人工智能藥物設計團隊 授課的第四期藥物設計培訓班將在上海麗昂豪生大酒店正式開班!培訓班師資隊伍內容強大,三位老師均為藥物分子設計......