[發明專利]電壓門控質子通道Hv1在治療肥胖中的功能和應用

在審

• 申請號: 201910914311.1
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110583579A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 李樹杰;逄慧敏;李晉文
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: A01K67/027
• 分類號: A01K67/027;A61K45/00;A61P3/04
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本發明公開了電壓門控質子通道Hv1蛋白在肥胖發展過程中的作用，建立的良好的肥胖動物模型，屬于醫學領域。研究中采用高脂飼料喂養C57BL/6J野生型小鼠和具有相同遺傳背景的Hv1基因敲除小鼠建立體內肥胖模型，發現Hv1缺失小鼠體內累積的白色脂肪組織、細胞體積以及體重明顯高于野生型小鼠。血清中的膽固醇、胰島素含量明顯升高，即有高脂血癥。通過計算小鼠血清中的血糖與胰島素濃度發現Hv1缺失的小鼠具有更高的胰島素抵抗系數，即高胰島素血癥。肝臟中也觀察到飲食引起的脂肪變性和炎癥。這些結果表明Hv1基因敲除會導致高脂飲食誘導的過度肥胖癥。這種小鼠可以作為一種肥胖動物模型鼠供于研究應用。針對Hv1的功能，可用于制備預防，緩解和/或治療肥胖的藥物。

技術領域

本發明屬于基因的功能與應用領域，特別涉及建立電壓門控質子通道Hv1敲除小鼠作為肥胖模型小鼠， Hv1作為藥物標靶在篩選治療肥胖疾病的藥物中應用，以及Hv1的激活劑在制備和/或篩選預防，緩解和/ 或治療肥胖疾病的藥物中的應用。

技術背景

隨著物質生活水平的提高和生活模式的改變，以肥胖、高血脂、動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病等為代表的代謝綜合征已成為首要危害人民健康的一組疾病。大量研究顯示，肥胖癥是高血壓、糖尿病、冠心病、腦血管疾病、慢性腎臟病等多種疾病的危險因子。建立肥胖動物模型，對于研究肥胖及其相關疾病的發生發展和機制具有不可替代的作用。目前常用營養性、精神抑制藥、維生素D、下丘腦損傷性、雙側卵巢切除法等五種肥胖動物模型，其造模方法、肥胖指標的變化和應用均有較大差異，造模不易于操作，不規范，且成功率低。因此開發一種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)小鼠作為肥胖動物模型。利用這種小鼠曾進行了許多關于肥胖癥的生化、癥理、激素及藥物治療等的研究。除ob突變形外，后來又發現ad即成年肥胖和糖尿癥。ad/ad 型的肥胖癥體重相當于正常鼠的兩倍，與ob/ob型一樣，通常不育，7～10周齡時表現出高血糖和糖尿癥。因為這些種類的鼠無生育力，所以必須用雜合子交配以保持此基因。這就導致飼養操作程序繁瑣、飼養成本高、可用的純合子產率降低，數量少。

電壓門控質子通道是一種依賴細胞膜電位或細胞內外pH值來調節的對質子具有特異選擇性的質子通道。Hv1對質子具有高選擇性和高電導率，該通道活性依賴于細胞膜電位和細胞內外的pH值。Hv1在巨噬細胞呼吸爆發(respiratory burst)過程中把NADPH氧化酶(NOX)產生的H⁺離子排出細胞內從而維持細胞內恒定的pH值和NOX蛋白的活性，維持ROS的產生，我們之前研究發現Hv1在胰島上表達并且調節胰島素的分泌[7]，Hv1的缺失減弱了STZ誘導的胰島的損傷和胰島的糖氧化毒性。以往的研究表明，在很大程度上脂肪細胞中過量的葡萄糖和棕櫚酸鹽不是通過線粒體氧化進行代謝，而是通過多戊糖磷酸途徑 (PPP)，產生大量的NADPH和H⁺，這也是細胞NADPH的主要來源，并導致NADPH氧化酶(NOX)激活。在生物體內PPP除提供能量外，為脂肪酸、膽固醇的生物合成提供NADPH原料。脂肪細胞在這個代謝過程中將產生大量的H⁺，Hv1可能通過排出H+維持細胞內恒定的pH值和NOX蛋白的活性，從而維持脂肪細胞的正常代謝以及胰島素敏感性。

發明內容

為了解決上述現有技術的缺陷和不足，本發明的目的在于提供一種新的方便的肥胖小鼠模型，應用于肥胖發展過程中機制的研究及減肥藥物的篩選及研發。同時說明Hv1與肥胖發生發展之間的關系，進而把 Hv1的抑制劑和激活劑等相關藥物應用于肥胖的治療。

本發明的目的通過以下技術方案實現：