鹅黑素皮质素受体-4基因的克隆与序列分析

黑素皮质素受体-4（Melanocortin receptor-4,MC4R）是其黑素皮质素受体MCR（MC1-5R）家族成员之一,属G蛋白偶联受体。它可与瘦蛋白、神经肽、α-黑素细胞刺激素等一起调节动物体重和采食量。参考鸡MC4R基因序列设计引物,克隆并测序了鹅MC4R基因。结果表明,鹅MC4R基因编码区全长996 bp,其核苷酸序列与鸡的同源性为95.3%,与人、牛、猪等哺乳动物同源性在75%-79%;其氨基酸序列与鸡的同源性达到98.5%。构建哺乳类、鸟类和鱼类MC4R基因核苷酸进化树显示,鹅较早地与哺乳类动物分化开来。分析MC4R蛋白的氨基酸残基特性参数表明,MC4R的7次跨膜结构与MC4R的亲水性区域、电荷密度以及氨基酸残基位于表面概率的变化规律相一致。

黑素皮质素受体-4基因rs489693位点多态性与慢性精神分裂症患者体质量指数及糖脂代谢水平的关系

目的:探讨慢性精神分裂症患者黑素皮质素受体-4基因(MC4R) rs489693多态性与患者体质量指数(BMI)、糖脂代谢的相关性。方法:135例慢性精神分裂症患者根据DNA测序法检测MC4R基因rs489693位点的多态性分为CC组67例、AC组50例、AA组18例,并测定3组患者体质量、腰围、BMI,血清总胆固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、血糖、糖化血红蛋白、尿酸及催乳素水平,使用方差分析比较各组间各变量的差异。结果:rs489693基因分布频率均符合Hardy-Weinberg平衡检验(χ2=2. 91,P=0. 09)。CC组、AC组及AA组在体质量(F=4. 041,P=0. 025)、BMI(F=3. 337,P=0. 045)、血清总胆固醇(F=3. 184,P=0. 036) 3项变量差异有统计学意义;事后多重比较发现AA组体质量、BMI、血清总胆固醇3项变量显著高于CC组(P均<0. 05); Logistic回归分析发现BMI与基因型AA有关(OR=22. 071,95%CI:1. 803～270. 22; P=0. 015)。结论:MC4R基因rs489693的A等位基因是慢性精神分裂症患者发生肥胖和高血脂的风险因素。

选择性激动黑皮质素4型受体(MC4R)通过HMGB1/TLR4/NF-κB信号途径对抗大鼠脓毒症致急性肝损伤

目的观察选择性激动黑皮质素4型受体(MC4R)对脓毒症致急性肝损伤大鼠的影响。方法 64只雄性SD大鼠随机分假手术组(假手术后用PBS处理)、盲肠结扎穿孔(CLP)组(采用CLP建立脓毒症模型)、Ro27-3225处理组(CLP后用Ro27-3225处理)和Ro27-3225假手术对照组(假手术后用Ro27-3225处理),每组16只(10只大鼠观察术后一般状态和72 h生存率,另外6只大鼠于术后24 h采集血液及肝组织标本)。各组分别于术后30 min腹腔注射PBS或Ro27-3225(180μg/kg),术后24 h测定大鼠心率(HR)及平均动脉压(MAP)、大鼠血清中天门冬氨酸氨基转移酶(AST)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平。动物处死后,HE染色观察肝组织病变,反转录PCR检测肝组织中Toll样受体4(TLR4)、高迁移率族蛋白1(HMGB1)和caspase-3 mRNA水平,免疫组织化学染色检测肝细胞中核因子κB(NF-κB)p65的表达,并分析NF-κB p65核阳性率。结果与假手术组相比,CLP组大鼠72 h生存率和MAP降低,血清中AST和ALT水平明显升高,肝索排列紊乱,肝细胞水肿,有明显炎性细胞浸润,肝组织中TLR4、HMGB1和caspase-3 mRNA水平明显升高,肝细胞中NF-κB p65核阳性率明显升高。与CLP组相比,Ro27-3225处理组大鼠72 h生存率和MAP明显升高,血清中AST和ALT水平明显降低,肝组织结构损伤明显减轻,肝组织中TLR4、HMGB1和caspase-3 mRNA水平降低,肝细胞中NF-κB p65核阳性率明显降低。结论脓毒症能引起肝损伤,选择性激动MC4R可能通过抑制HMGB1/TLR4/NF-κB信号途径,减轻炎症反应,降低脓毒症引起的肝损伤。

鸽黑素皮质素受体3、4(MC3R、MC4R)基因多态性与生长性状的相关分析

利用PCR-SSCP技术和DNA测序方法检测广东石岐肉鸽和哈尔滨地区灰色家鸽MC3R和MC4R基因部分编码区序列的单核苷酸多态性,分析了MC3R基因T91G突变位点和MC4R基因A903G突变位点导致的基因型与两群体鸽生长和体组成性状的关系。结果表明,这两个多态位点所导致的基因型对石岐肉鸽活重、屠体重、全净膛重均有显著影响(P<0.05);另外,利用这两个突变位点所产生的合并基因型在鸽群体中与生长和体组成性状作最小二乘分析,结果表明,两位点合并后的基因型对全净膛重影响显著(P<0.05)。多重比较结果表明,BBAA型全净膛重显著大于AABB型,BBAA型对于体重增长是有利基因型。

黑皮质素受体-4:生物学特征、作用机理和影响因素

黑皮质素受体4(MC4R)是G-蛋白耦联受体(GPCR),是下丘脑分泌的一种肽类物质,在调控动物采食量中起着重要的作用。MC4R与阿黑皮质素原(POMC)分泌的α-促黑素(α-MSH)结合,激活下丘脑MC4R神经元的表达,从而抑制采食量。本文综述了MC4R的生物学特征及其在动物采食量调控中的作用机理,并阐述了影响MC4R活性的因素。

黑素皮质素受体-4的研究进展

黑素皮质素受体 4 (MC4R)是人类中枢神经系统中参与调节肥胖症发生的重要因素 ,可调节动物的体重和采食量。自MC4R基因克隆以来 ,学者们对MC4R的结构 ,生理功能 ,调控 ,作用机制及其基因突变与体重的关系等方面进行了大量的研究。

飞行时间质谱法检测水牛黑素皮质素受体4基因多态性

应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术(MALDI-TOF-MS)检测水牛黑素皮质素受体4(MC4R)基因的多态性(SNPs),为今后建立水牛辅助标记选择策略奠定基础。以水牛MC4R基因序列为模板,利用PCR扩增测序法筛查了水牛MC4R基因13个SNPs。为进一步验证筛选的可靠性,应用MALDI-TOF-MS针对380头水牛检测了8个标记的基因型。结果显示,平均检出率为98.0%,能够准确的检测出3种常见的基因型。所检SNP位点的平均最小等位基因频率(MAF)为0.24,平均杂合度为0.28,平均多态信息含量(PIC)为0.23。本研究建立的基于PCR测序法联合MALDI-TOF-MS检测水牛MC4R基因多态性的方法,具有快速、可靠和准确的特点,为今后开展水牛生产性状基因的SNP分型和检测等研究奠定了基础。

黑皮质素受体-4调节通路的研究进展

黑皮质素系统来自阿片-促黑素细胞皮质素原,在中枢摄食行为和能量平衡代谢中起到重要作用,此系统生理功能的发挥主要通过与下丘脑神经元细胞上特定膜受体(黑皮质素受体)结合完成。黑皮质素受体(MCR)有五种亚型(MC1R-MC5R),其中参与体重调节的受体主要是黑皮质素受体3(MC3R)和黑皮质素受体4(MC4R)。MC4R属于G蛋白耦联受体,具有七次跨膜结构。作为一种膜受体,MC4R发挥体重调节作用,一方面受外界激动剂或拮抗剂的调节;另一方面,此受体活化后会影响到细胞内的信号调节通路。研究MC4R的功能首先要了解受体的结构,本文对G蛋白耦联受体的结构进行了较详细的叙述,MC4R经信号调节通路,激活腺苷酸环化酶,增加cAMP的浓度,最终通过影响细胞内基因的转录和翻译,来调节体重和能量的消耗。

犬黑皮质素受体4真核表达载体的构建及在COS-7细胞中的表达

[目的]构建犬黑皮质素受体4真核表达载体并在COS-7细胞中进行瞬间表达。[方法]以犬MC4R线性DNA为模板,进行引物设计,PCR特异性扩增,扩增产物连接到pMD18-T载体上,酶切鉴定后测序。将该片段亚克隆到真核表达载体pcDNA3.1(+)。重组体pcD-NA3.1(+)-MC4R经过酶切和测序鉴定。采用FuGENE HD介导转染技术将pcDNA3.1(+)-MC4R导入COS-7细胞,提取细胞内总RNA,RT-PCR扩增犬MC4R基因的全长cDNA编码序列。[结果]克隆犬MC4R基因的全长cDNA序列,并以pcDNA3.1(+)表达载体为骨架,构建真核表达载体,测序的扩增片段与GenBank公布的模板序列经Blast比对相似性为99%。采用G418筛选,获得带有pcDNA3.1(+)-MC4R的COS-7细胞。[结论]成功构建犬真核表达载体pcDNA3.1(+)-MC4R,重组体能在真核细胞中表达。

石家庄市体检人群超重和肥胖的患病情况及与黑素皮质素4受体基因rs17782313位点多态性的关系

目的了解2011年石家庄市体检人群超重、肥胖流行特征,并探讨黑素皮质素4受体(MC4R)基因rs17782313位点多态性与肥胖的关系。方法选取2011年河北省人民医院体检中心48 831例18岁以上体检者的体检资料,对其超重、肥胖现状及影响因素进行流行病学分析。应用直接测序法对其中的3 000例肥胖者(肥胖组)和1 000例正常体质量者(对照组)MC4R基因rs17782313位点多态性进行分析,比较两组的基因型和等位基因频率分布情况。结果 48 831例体检者中,体质指数(BMI)平均(24.7±5.1)kg/m2,腰围平均(84.3±32.5)cm,超重、肥胖检出率分别为37.98%(18 547/48 831)、16.62%(8 117/48 831)。男性超重、肥胖检出率〔45.05%(12 513/27 775)和21.78%(6 049/27 775)〕高于女性〔28.66%(6 034/21 056)和9.82%(2 068/21 056)〕(P<0.05)。无论是男性还是女性,不同年龄的体检人群中超重、肥胖检出率间有差异(P<0.05)。肥胖组患者MC4R基因rs17782313位点的基因型、等位基因的频率分布与对照组比较有差异(P<0.05)。多因素Logistic回归分析显示,MC4R CC基因型是肥胖的独立危险因素〔OR=2.600,95%CI(1.418,4.764)〕。结论石家庄市体检人群超重和肥胖检出率高;MC4R基因rs17782313位点多态性与肥胖有关。

雷公山山区放牧山羊黑素皮质素受体-4mRNA表达的研究

为研究放牧山羊黑素皮质素受体-4(melanocortin-4receptor,MC4R)mRNA表达水平的组织差异和品种差异,试验以β-actin基因为内参,应用双标准曲线法实时荧光定量PCR技术检测放牧饲养的黔东南小香羊、贵州白山羊、贵州黑山羊、黔北麻羊和南江黄羊的7个组织MC4R基因mRNA的表达水平。结果表明,5个放牧山羊品种7种组织中均有MC4R mRNA表达,其水平以皮下脂肪和肾脏最高,肝脏其次,肺脏和心脏第三,半膜肌和背最长肌最低。肝脏MC4R mRNA的表达水平无品种差异,皮下脂肪、肾脏、肺脏、心脏、半膜肌和背最长肌MC4R mRNA的表达水平都以贵州白山羊最高。结果提示,放牧山羊MC4R mRNA的表达水平存在组织差异。除肝脏以外,其余组织MC4R mRNA的表达水平存在品种差异。本研究为开展放牧山羊的生长、胴体、肉质等性状的分子标记辅助选择育种奠定了基础。

金华猪促黑激素皮质素受体4基因多态性分析

应用PCR-RFLP方法对金华猪Ⅰ系(154头)、金华猪Ⅱ系(41头)和金华猪Ⅲ系(53头)的MC4R基因的1269～1494bp区段进行扩增,并用TaqI酶进行酶切,比较了MC4R酶切后基因型频率分布情况。结果表明,AA基因型频率在金华猪上较高达到0.9194,在Ⅱ系中最高达到0.9512,Ⅲ系次之达到0.9434,Ⅰ系最低达到0.9026,而金华猪的AB基因型和BB基因型频率都较低分别为0.0565和0.0242。

α-促黑激素类似物与黑素皮质素受体3和4亲和活性的筛选

目的:筛选具有中枢黑素皮质素受体3和4(melanocortin 3 and 4 receptors,MC3R,MC4R)高亲和活性和选择性的新化合物(α-促黑激素类似物)。方法:从大鼠下丘脑及周围组织中提取富含MC3R和MC4R的膜蛋白,进行放射标记的α-促黑激素([125I]-NDP-α-MSH)配体与MC3R,MC4R的结合实验,求出受体最大结合容量(Bmax)和平衡解离常数(Kd)。用10 nmol.L-1浓度的与MC3R和MC4R高亲和活性的已知激动剂(PT141)和已知阻滞剂(SHU9119)及各受筛化合物进行竞争结合或抑制实验,比较并找出与MC3R和MC4R具有高亲和活性的新化合物。结果:饱和实验求出Bmax=64.81 pmol.g-1蛋白,Kd=0.768 2 nmol.L-1。受筛化合物中LK-FS024与MC3R和MC4R的亲和活性最高,与PT141几乎相同(相对结合率为97%)。结论:LK-FS024与MC3R和MC4R有较高亲和活性,可能是一个具有较好药理研究价值的α-MSH类似药。

黑皮质素受体4基因rs17782313位点基因多态性与减重手术治疗肥胖症患者的减重效果的关系

目的:研究我国北方汉族肥胖症患者黑皮质素受体4(melanocortin-4 receptor,MC4R)基因的rs17782313位点基因多态性对腹腔镜Roux-en-Y胃旁路术(1aparoscopic Roux-en-Y gastric bypass,LRYGB)减重效果的影响。方法:回顾性分析中国医科大学附属盛京医院2011年1月至2013年12月收治的81例病态性肥胖接受LRYGB治疗的患者临床资料,提取患者外周血DNA,PCR扩增目的基因后应用直接测序法,对rs17782313位点基因型进行检测。根据基因型分组:风险基因携带组和非携带组,比较分析2组代谢指标、体质指数(body mass index,BMI),多余体质量减少率(excess weight loss,EWL)等术后变化,评价该基因对减重效果的影响。结果:(1)rs17782313位点的3种基因型TT、TC、CC,基因频率分别为50.62%(41例)、35.80%(29例)、13.58%(11例)。(2)不同基因型的各组间,体质量、BMI、血脂、空腹血糖、糖化血红蛋白等指标无明显差异。(3)风险基因携带者术后BMI、EWL下降少于非携带者,但未达到统计学差异(女性患者BMI术后6个月P=0.296,12个月P=0.179;EWL P=0.139,0.094。男性患者BMI术后6个月P=0.295,12个月P=0.072;EWL P=0.106,0.077)。结论:MC4R基因rs17792313位点C等位基因(风险基因)携带者与非携带者的减重效果相似。

黑皮质素受体-4在正常大鼠瘦素诱发交感神经活性和压力感受性反射功能变化中的作用

目的探讨黑皮质素受体-4(MC4R)在瘦素(LPN)诱发的正常大鼠交感神经活性(SNA)和压力感受性反射功能变化中的作用。方法将正常SD大鼠20只随机分为室旁核(PVN)-人工脑脊液(aCSF)组和PVNSHU9119组,分别在双侧PVN显微注射aCSF和MC4R抑制剂SHU9119,每组10只。两组大鼠于侧脑室注射LPN0 h、LPN 1 h后绘制压力感受性反射曲线;继续注射LPN的同时分别在PVN显微注射aCSF和MC4R抑制剂SHU9119,并绘制压力感受性反射曲线,同时记录注射LPN 0 h、LPN 1 h及PVN注射aCSF或SHU9119后的基础血压(MAP)、HR、SNA值。结果 PVN-aCSF组和PVN-SHU9119组中,与本组注射LPN 0 h相比,注射LPN 1 h后和PVN注射后的SNA、HR均升高(P均<0.05),但PVN注射SHU9119后的SNA、MAP及HR值均低于同时期PVNaCSF组的对应值(P均<0.05)。两组交感神经压力感受性反射功能参数比较,与各自注射LPN 0 h相比,注射LPN 1 h后和PVN注射后的Max、Min均升高(P均<0.05),PVN-SHU9119组的Max低于同时间PVN-aCSF组的对应值(P<0.05)。两组心率压力感受性反射功能参数比较,与本组注射LPN 0 h相比,注射LPN 1 h后和PVN注射后的Max、BP50均升高(P<0.05),但PVN注射SHU9119后的Max低于注射LPN 1 h后的Max(P<0.05)。PVNSHU9119组的Max、Min、BP50值低于同时间PVN-aCSF组(P<0.05)。结论 PVN的MC4R部分参与LPN诱发的正常大鼠交感神经活性和压力感受性反射功能增强。

黑素皮质素受体4(MC4R)基因多态性与动物生长性能的相关性研究

黑素皮质素受体4(Melanocortin 4 receptor,MC4R)是G蛋白偶联受体(G Protein coupled receptors,GPCRs)超家族的一个成员,在动物的体重、能量稳态和采食量的调控中具有重要作用。综述了MC4R基因的结构与定位、生物学功能以及MC4R基因与动物生长性能的相关性研究进展。

α-黑素细胞刺激素及黑皮质素受体-4在能量平衡和繁殖中的功能研究

阿片黑素促皮质激素原(POMC)是黑皮质激素的前体物质,在机体中广泛分布。近年来,POMC及其衍生物黑素细胞刺激素(MSH)和黑皮质素受体-4(MC4R)在能量稳态和繁殖活动中的作用备受关注。研究发现,POMC神经元及其加工后的产物对摄食和体重的调节具有重要作用。此外,POMC神经元在下丘脑中与GnRH神经元紧密接触,由其产生的神经递质和神经肽可能对GnRH神经元具有重要的输入作用,从而直接或间接地调控下丘脑–垂体–性腺轴(HPG)中繁殖相关激素的合成并影响生殖活动。本文综述了黑皮质素系统对能量稳态和繁殖活动的调控作用以及目前MC4R在硬骨鱼类中的药理学研究,以期其能够在动物的生长发育和繁殖中具有应用前景。

黑皮质素受体-4在癫痫模型大鼠脑组织中的表达及相关机制

目的探讨黑皮质素受体-4(melanocortin-4 receptor,MC4R)在癫痫模型大鼠脑组织中的表达及可能的相关机制。方法将52只雄性SD大鼠分为对照组,6、24、72 h、7、14、30、60 d 8个实验组,实验组建立氯化锂-匹罗卡品模型,采用Western blot、免疫组织化学、免疫组织荧光法检测MC4R在模型大鼠脑组织中的表达及分布。另外40只雄性SD大鼠,分成正常对照组、戊四氮组(pentylenetetrazol,PTZ)、PTZ+0.9%Na Cl组和PTZ+HS014组(HS014为MC4R特异性抑制剂),建立PTZ慢性点燃模型,记录各组发作情况。建模28 d后将各组大鼠处死,Western blot检测各组大鼠PhspoGluR1(Ser 845)的表达情况。结果与对照组相比,MC4R在氯化锂-匹罗卡品模型大鼠脑组织中呈动态升高趋势,并于第14天达峰值(P<0.01)。在PTZ慢性点燃过程中,与对照相比,经HS014干预大鼠的平均发作评分明显降低(P<0.05),全身强直阵挛发作(generalized tonic-clonicseizure,GTCS)的潜伏期明显延长(P<0.05)。29 d后Western blot检测结果显示HS014处理组大鼠脑组织中的Phspo-GluR1(ser845)表达量较PTZ组明显下降(P<0.05)。结论 MCR4可能通过调节GluR1的ser 845位点的磷酸化水平参与到了癫痫的发生、发展中。

鸡黑素皮质素受体-4反向激动剂细胞筛选模型的建立

本试验旨在建立体外鸡黑素皮质素受体-4(cMC4R)反向激动剂的细胞筛选模型,为从中草药中筛选出能与cMC4R作用且存在活性的中药成分提供一些基础性的研究。将成功构建的cMC4R真核表达质粒cMC4RpcDNA3.1(+)-myc与报告基因质粒pGL4.29[luc2p/CRE/Hygro]按1∶5的比例共转染到CHO-K1细胞,两周后经有限稀释法获得单克隆;将获得的单克隆分别用CRE激活剂Forskolin和MC4R激动剂NDP-MSH作用6h,挑选萤火虫荧光素酶的相对表达量最高的单克隆作为阳性细胞株;提取阳性细胞总RNA,RT-PCR检测阳性细胞内cMC4R基因、荧光素酶报告基因的转录水平;对MC4R激动剂NDP-MSH的终浓度、NDP-MSH孵育时间及溶剂DMSO的终浓度进行优化,应用Z’因子对筛选方法进行评估。结果显示,获得了5个单克隆(A2、F7、F8、F9、H10),其中单克隆A2的萤火虫荧光素酶的相对表达量最高,将其作为阳性细胞株;RT-PCR在预期位置扩增出大小分别为996和1 653bp的两条目的条带;激动剂NDP-MSH终浓度为10-9 mol/L、NDP-MSH孵育时间为8h、溶剂DMSO终浓度小于2%时,筛选模型Z’因子为0.82。结果表明,本试验所建立的筛选方法可靠、稳定,细胞筛选模型可用于cMC4R反向激动剂的筛选,为进一步从中药中筛选出有效物质奠定了基础。

犬黑素皮质素受体-4裸质粒注射促进小鼠肥胖的研究

[目的]探讨犬黑素皮质素受体-4(MC4R)cDNA的重组真核表达质粒对小鼠肥胖的影响。[方法]3次尾静脉高压注射pcDNA3.1-myc-His/A-MC4R质粒,RT-PCR成功验证小鼠体内犬MC4R表达后,适时监测每只小鼠的体重,同窝小鼠相互对照,利用两两比较的秩和检验进行统计学分析。另外,用脂肪组织病理切片分析小鼠皮下脂肪细胞变化。[结果]试验得出,小鼠体重变化有统计学意义;饲养时间相同、相互对照组的每一组小鼠脂肪细胞直径对比明显,且具有统计学意义。[结论]犬MC4R基因在小鼠体内表达,能促进小鼠体重增加,为犬MC4R调节肥胖机制的研究提供理论依据。