脂肪细胞-感觉神经元电突触中连接蛋白43对摄食行为的调控机制

本研究为解决高脂饮食(HFD)下脂肪组织连接蛋白43(Cx43)调控摄食行为的机制问题，通过构建脂肪特异性Gja1过表达(Adipoq-Cx43)小鼠模型，结合RNA-seq、光遗传学等技术，首次发现脂肪细胞与感觉神经元间存在电突触传导，揭示了Cx43介导的跨细胞电信号直接调控摄食的新机制，为代谢调控提供了全新视角。论文发表于《Molecular Metabolism》。

　　

在现代社会，高脂饮食(HFD)导致的肥胖已成为全球性健康危机。尽管已知白色脂肪组织(WAT)在能量平衡中发挥重要作用，但脂肪细胞如何直接调控中枢摄食行为的机制仍不清楚。有趣的是，科学家们发现连接蛋白43(Connexin43, Cx43)在脂肪组织"米色化"(beiging)过程中表达上调，而在HFD喂养时表达下降。更令人惊讶的是，脂肪特异性过表达Cx43的小鼠不仅表现出增强的产热能力，还出现了自发性的摄食减少现象。这一现象背后隐藏着怎样的生物学奥秘？来自Baylor医学院的Xi Chen团队揭开了这个谜题。

研究团队采用脂肪特异性Gja1(编码Cx43)过表达(Adipoq-Cx43)小鼠模型，通过HFD喂养、代谢笼监测、RNA测序、蛋白质组学等技术系统评估代谢表型。关键实验包括：皮下注射辣椒素系统性消融感觉神经元、腹股沟WAT(iWAT)靶向光遗传学操控、脂肪细胞与感觉神经元体外共培养结合膜片钳记录等。

【背景和目的】研究发现Adipoq-Cx43小鼠在HFD喂养下表现出摄食减少、体重增长减缓、脂肪酸利用增强等代谢改善。虽然生长分化因子15(GDF15)水平升高，但其中和抗体未能逆转摄食抑制效应，提示存在其他机制。

【方法】RNA-seq和蛋白质组学分析筛选潜在信号分子。通过辣椒素消融实验发现感觉神经元缺失完全消除了Adipoq-Cx43小鼠的摄食抑制表型。iWAT靶向光遗传学激活证明感觉神经元急性激活可立即减少摄食，两周后还能改善糖耐量。

【结果】体外共培养实验首次证实：脂肪细胞与感觉神经元间存在功能性电突触。光遗传激活脂肪细胞可通过Cx43介导的间隙连接(gap junction)直接增强相邻感觉神经元的放电活动，该效应可被间隙连接抑制剂甘珀酸(carbenoxolone)阻断。

【结论】这项突破性研究揭示了脂肪组织调控摄食的全新机制——Cx43介导的脂肪细胞-感觉神经元电突触传导。不同于传统的激素信号传导，这种直接的跨细胞电信号传递为理解代谢调控提供了全新视角。研究不仅阐明了脂肪组织作为"代谢传感器"的神经生物学基础，也为开发靶向电突触的肥胖干预策略提供了理论依据。论文发表在代谢领域权威期刊《Molecular Metabolism》，为代谢调控研究开辟了新的方向。