酸敏感离子通道2（Asic2）缺失对小鼠代谢稳态的影响：下丘脑神经元表达与能量平衡调控新机制

本研究发现酸敏感离子通道2（Asic2）在小鼠下丘脑多个代谢调控关键区域（如弓状核、腹内侧核及外侧下丘脑）广泛表达，并与Pomc、Agrp、Lepr及Insr阳性神经元共定位。Asic2?/?小鼠在正常饮食下表现出摄食增加、能量消耗升高及呼吸交换比上升；高脂饮食后雌性小鼠运动活动和静息能量消耗显著增强。研究提示Asic2可能通过中枢能量平衡通路调控代谢稳态，为肥胖及相关代谢疾病提供了新的分子靶点。

　　

1 引言

肥胖是心血管疾病的重要风险因素，其发病率在全球范围内持续上升。代谢稳态的失衡涉及饱腹-饥饿信号、能量摄入与消耗的复杂调控网络。 degenerin离子通道家族（包括上皮钠通道ENaC和酸敏感离子通道Asic）在代谢综合征相关细胞类型中广泛表达，但其在代谢疾病中的作用尚不明确。近期研究发现Asic2和βENaC缺失小鼠在高脂饮食（HFD）条件下意外受到体重增加和代谢紊乱的保护，提示degenerin蛋白可能参与代谢稳态调控。

2 方法

2.1 HypoMap数据集分析

利用HypoMap数据库（整合18项单细胞RNA测序研究，共384,925个细胞）分析Asic1-5及Scnn1a、b、g在小鼠下丘脑的表达分布。通过Seurat软件生成UMAP聚类图、小提琴图及点图，重点分析弓状核区域Asic2与Agrp、Pomc、Lepr、Insr、Npy的共表达情况。

2.2 Asic2基因敲除小鼠的代谢表型分析

使用全球性Asic2^?/?小鼠模型（Jackson Labs, RRID: IMSR_JAX:013126），在正常饮食（14%脂肪）和高脂饮食（60%脂肪）条件下进行代谢笼监测。测定体重、体成分（EchoMRI）、能量消耗（间接测热法）、运动活动、摄食模式及血浆激素（ leptin、 insulin、 ghrelin）水平。肝脏脂肪积累通过Oil Red O染色和甘油三酯含量评估。

2.3 统计方法

数据采用协方差分析（STATA）及双因素重复测量ANOVA（GraphPad Prism），以基因型、性别、饮食为变量，体重和瘦体重为协变量进行校正。

3 结果

3.1 Asic2在下丘脑的表达特征

Asic2是下丘脑中表达最丰富的degenerin亚基，主要分布于乳头前区、弓状核、外侧下丘脑和腹内侧下丘脑的谷氨酸能及GABA能神经元中。在弓状核内，Asic2与Agrp⁺（47%）、Pomc⁺（46%）、Lepr⁺（60-65%）及Insr⁺（66-73%）神经元高度共表达，但与Npy⁺神经元共表达率较低（30%），提示Asic2偏好表达于代谢活跃的神经元群体。

3.2 Leptin敏感性降低

Asic2^?/?小鼠在 leptin注射后食物摄入抑制程度与野生型无差异，但体重减轻显著减少，提示 leptin介导的厌食效应可能减弱。

3.3 体成分变化

Asic2^?/?雄性小鼠体重及瘦体重均低于野生型，雌性小鼠仅瘦体重降低。高脂饮食后两组体脂百分比无显著差异。

3.4 运动活动与能量代谢

正常饮食下，Asic2^?/?雌鼠总能量消耗升高，雄鼠呈上升趋势（p=0.150）；高脂饮食后雌鼠运动活动、静息及总能量消耗均显著增强。呼吸交换比（RER）在正常饮食下升高，提示碳水化合物利用率增加。

3.5 摄食模式

Asic2^?/?小鼠通过增加进食频率（而非单次餐量）提升总摄食量。

3.6 血浆代谢指标

高脂饮食后，Asic2^?/?雄性小鼠 leptin水平显著升高（p=0.020），雌性呈上升趋势（p=0.142），而血糖、 insulin、 ghrelin无组间差异。

3.7 肝脏脂肪积累与器官形态计量

基因型对肝脏脂肪含量、Oil Red O染色及甘油三酯水平无显著影响。协方差分析显示Asic2^?/?雄性小鼠肾脏质量降低（p=0.02）。

4 讨论

4.1 Asic2在代谢调控中的双重角色

Asic2^?/?小鼠表型兼具Agrp缺失模型（低体重、高能量消耗、高活动性）和Pomc缺失模型（高摄食量）特征，与其在弓状核Agrp⁺/Pomc⁺神经元中的广泛表达一致。

4.2 潜在机制：突触可调控性与H⁺感知

Asic2可能通过感知突触囊泡释放的H⁺（pH≈5.5）调控神经元兴奋性，影响饥饿-饱腹信号通路的突触传递效能。

4.3 研究局限与展望

全球性敲除模型无法区分中枢与外周Asic2的作用，且实验未在 thermoneutrality条件下进行。未来需构建神经元特异性敲除模型，并探究Asic2在非神经元细胞（如星形胶质细胞）中的代谢调控功能。

4.4 转化意义

Asic2作为下丘脑能量平衡通路的关键分子，为肥胖、糖尿病等代谢疾病的干预提供了新靶点。