[发明专利]电压门控质子通道Hv1在治疗肥胖中的功能和应用

说明书

本发明公开了电压门控质子通道Hv1蛋白在肥胖发展过程中的作用，建立的良好的肥胖动物模型，属于医学领域。研究中采用高脂饲料喂养C57BL/6J野生型小鼠和具有相同遗传背景的Hv1基因敲除小鼠建立体内肥胖模型，发现Hv1缺失小鼠体内累积的白色脂肪组织、细胞体积以及体重明显高于野生型小鼠。血清中的胆固醇、胰岛素含量明显升高，即有高脂血症。通过计算小鼠血清中的血糖与胰岛素浓度发现Hv1缺失的小鼠具有更高的胰岛素抵抗系数，即高胰岛素血症。肝脏中也观察到饮食引起的脂肪变性和炎症。这些结果表明Hv1基因敲除会导致高脂饮食诱导的过度肥胖症。这种小鼠可以作为一种肥胖动物模型鼠供于研究应用。针对Hv1的功能，可用于制备预防，缓解和/或治疗肥胖的药物。

技术领域

本发明属于基因的功能与应用领域，特别涉及建立电压门控质子通道Hv1敲除小鼠作为肥胖模型小鼠， Hv1作为药物标靶在筛选治疗肥胖疾病的药物中应用，以及Hv1的激活剂在制备和/或筛选预防，缓解和/ 或治疗肥胖疾病的药物中的应用。

技术背景

随着物质生活水平的提高和生活模式的改变，以肥胖、高血脂、动脉粥样硬化、高血压、糖尿病等为代表的代谢综合征已成为首要危害人民健康的一组疾病。大量研究显示，肥胖症是高血压、糖尿病、冠心病、脑血管疾病、慢性肾脏病等多种疾病的危险因子。建立肥胖动物模型，对于研究肥胖及其相关疾病的发生发展和机制具有不可替代的作用。目前常用营养性、精神抑制药、维生素D、下丘脑损伤性、双侧卵巢切除法等五种肥胖动物模型，其造模方法、肥胖指标的变化和应用均有较大差异，造模不易于操作，不规范，且成功率低。因此开发一种新的肥胖小鼠模型十分重要。

目前科研中常用瘦素基因缺失(ob/ob)小鼠作为肥胖动物模型。利用这种小鼠曾进行了许多关于肥胖症的生化、症理、激素及药物治疗等的研究。除ob突变形外，后来又发现ad即成年肥胖和糖尿症。ad/ad 型的肥胖症体重相当于正常鼠的两倍，与ob/ob型一样，通常不育，7～10周龄时表现出高血糖和糖尿症。因为这些种类的鼠无生育力，所以必须用杂合子交配以保持此基因。这就导致饲养操作程序繁琐、饲养成本高、可用的纯合子产率降低，数量少。

电压门控质子通道是一种依赖细胞膜电位或细胞内外pH值来调节的对质子具有特异选择性的质子通道。Hv1对质子具有高选择性和高电导率，该通道活性依赖于细胞膜电位和细胞内外的pH值。Hv1在巨噬细胞呼吸爆发(respiratory burst)过程中把NADPH氧化酶(NOX)产生的H⁺离子排出细胞内从而维持细胞内恒定的pH值和NOX蛋白的活性，维持ROS的产生，我们之前研究发现Hv1在胰岛上表达并且调节胰岛素的分泌[7]，Hv1的缺失减弱了STZ诱导的胰岛的损伤和胰岛的糖氧化毒性。以往的研究表明，在很大程度上脂肪细胞中过量的葡萄糖和棕榈酸盐不是通过线粒体氧化进行代谢，而是通过多戊糖磷酸途径 (PPP)，产生大量的NADPH和H⁺，这也是细胞NADPH的主要来源，并导致NADPH氧化酶(NOX)激活。在生物体内PPP除提供能量外，为脂肪酸、胆固醇的生物合成提供NADPH原料。脂肪细胞在这个代谢过程中将产生大量的H⁺，Hv1可能通过排出H+维持细胞内恒定的pH值和NOX蛋白的活性，从而维持脂肪细胞的正常代谢以及胰岛素敏感性。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种新的方便的肥胖小鼠模型，应用于肥胖发展过程中机制的研究及减肥药物的筛选及研发。同时说明Hv1与肥胖发生发展之间的关系，进而把 Hv1的抑制剂和激活剂等相关药物应用于肥胖的治疗。

本发明的目的通过以下技术方案实现：