### 研究背景
哺乳动物的脂肪组织可细分为白色脂肪组织(WAT)、米色脂肪组织与棕色脂肪组织(BAT)。WAT主要负责储存脂质作为能量的仓库,而BAT则富含线粒体,能够迅速动员脂质转化为热量消耗,米色脂肪则介于两者之间。BAT在脂肪分解代谢、维持血糖平衡、增强胰岛素敏感度以及改善骨骼和肌肉健康等方面具有重要的生理功能。
神经紧张素(NTS)是一种由13个氨基酸构成的分泌肽,能够通过直接作用于中枢神经系统(CNS)细胞来减少食物摄入。长期以来,NTS被认为仅由CNS或肠道中的N细胞产生,其能否直接作用于外周组织尚未明确。在前期研究中,通过单细胞转录组测序,研究者发现淋巴内皮细胞(LECs)同样可以产生NTS,并且可以直接作用于脂肪组织中的NTSR2,抑制棕色脂肪的活性,但其在白色脂肪组织中的作用仍不清楚。
### 实验研究
2025年1月,复旦大学生命科学学院的研究团队发表了一篇题为“Neurotensin-neurotensinreceptor2signalinginadipocytessuppressesfoodintakethroughregulatingceramidemetabolism”的论文,发现白色脂肪细胞中NTS-NTSR2信号通过直接调控神经酰胺相关脂代谢和GDF15的产生来影响食物摄入,其中神经酰胺C20~C24被确认为调节哺乳动物食物摄入的重要因素。
该研究使用ThermoFisher Orbitrap质谱仪进行了磷酸化蛋白质组和非靶向脂质组学的分析,磷酸化蛋白质组学采用了FASP酶解和TiO2进行样本预处理,并通过EASY-nLC1200和Orbitrap Fusion™ Lumos™进行质谱采集。非靶向脂质组学采用甲基叔丁基醚提取后,在Orbitrap Exploris™ 480质谱仪上进行了分析。
### 实验结果
研究构建了特异性敲除棕色/米色脂肪细胞中的Ntsr2小鼠模型(Ntsr2BKO),显示出其能量代谢速率相较于正常小鼠提高,在高脂饮食条件下表现出高热量消耗和体重减轻。而脂肪细胞特异性敲除Ntsr2基因的小鼠(Ntsr2AKO)虽然同样能量代谢率增加,但在高脂饮食下则出现了食物摄入和体重增加的情况,导致代谢稳态失衡。通过局部NTS治疗,可以减少摄食行为,可能与NTS-NTSR2信号通路有关。以前的研究表明,NTS-NTSR2信号增强了棕色脂肪组织中ERK的磷酸化水平,但白色脂肪组织中Ntsr2缺失对p-ERK无显著影响。
在进一步的磷酸化蛋白质组学分析中,研究者发现Ntsr2AKO小鼠与对照小鼠相比,多个蛋白质的磷酸化水平显著变化,特别是与内质网应激和UPR相关的蛋白。神经酰胺C20~C24作为神经酰胺合成酶2(CerS2)的特异性产物,可能作为UPR的上游调节因素,因此研究者假设NTS-NTSR2信号通过调节CerS的磷酸化水平来控制UPR。
在非靶向脂质组学分析中,研究者发现在Ntsr2AKO小鼠的eWAT中,神经酰胺C20~C24的丰度在所有神经酰胺中增长,而鞘氨醇和鞘磷脂未见改变。NTS处理原代脂肪细胞显著降低了神经酰胺C20~C24的丰度,不同处理时间段对不同链长的神经酰胺丰度影响各异。此外,Nts2的缺失影响了神经酰胺转运体(CERT)的磷酸化水平。
研究者还构建了CerS2基因缺失的小鼠模型,发现CerS单拷贝基因缺失的小鼠摄食量减少,eWAT及血清中的神经酰胺C24显著下降,而C20~C22呈下趋势。相较之下,小鼠肝脏中的神经酰胺C24显著减少,而C16的丰度则增加。这一系列实验表明,脂肪细胞中的神经酰胺代谢通过介导NTS-NTSR2信号调节食物摄入。
### 结论
本研究首次揭示了NTS-NTSR2信号通过直接调节脂肪组织中的神经酰胺代谢来控制饮食,明确了该信号如何通过影响神经酰胺C20~C24的合成,诱导GDF15的产生,从而影响食物摄入。这些结果显示,外周组织中的NTS-NTSR2信号可能在维持BAT依赖性产热和WAT依赖性食物摄入之间扮演重要角色。研究所用的关键蛋白质和脂质分子通过赛默飞Orbitrap质谱进行分析,我们的产品以超高分辨率和敏感度,支持科学家更深入了解分子结构功能,并助力生物标志物的发现与验证,致力于打造更健康、更绿色、更安全的世界。
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