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摘要

肥胖是一个日益紧迫的全球性问题，而肥胖的分子机制尚不完全清楚。色氨酸(Trp) -狼尿氨酸(Kyn)代谢途径(TKP)的失调已被认为是肥胖的一种机制，并在肥胖者和肥胖动物模型中进行了描述。然而，据我们所知，尚未在瘦素受体缺陷Zucker脂肪大鼠(ZFR)中研究TKP代谢(fa / fa)，这是最著名和最广泛使用的肥胖大鼠模型。我们有兴趣确定ZFR中TKP是否存在任何偏差。评估ZFR（fa/fa）和年龄匹配的瘦大鼠血清中主要TKP代谢物的浓度（HPLC-MS方法）(FA / -)．ZFR中KYNA浓度比瘦大鼠高50% (p<0.004, Mann-Whitney双尾试验)。邻氨基苯甲酸(AA)浓度升高33%，但无统计学意义(p<0.04，单侧检验)。KYNA血清浓度升高可能通过KYNA诱导芳基烃受体的激活而导致肥胖的发生。本研究结果为KYNA和AA在ZFR等肥胖动物模型中的进一步研究提供了依据。

关键字

Zucker脂肪大鼠，kynurenic酸，芳基烃受体，肥胖，代谢综合征

介绍

肥胖是一个日益紧迫的全球性问题。肥胖的分子机制尚未完全了解。tryptophan (Trp) - Kyn (Kyn)代谢途径(TKP)的失调被认为是肥胖发生的原因之一[1,2]。在哺乳动物中，TKP由三个主要阶段组成:在炎症诱导的吲哚胺-2,3-双加氧酶1 (被罩)或应激激活的Trp-2,3-双加氧酶2(TDO）;以Kyn转化为3-羟基kynurenine (3-HK)、KYNA和邻氨基苯甲酸(AA)为表征的中间相;以及NAD生产的最后阶段⁺由3- hk转化为3-羟基yaa(图1)[3]引发。KYNA和AA是KTP在星形胶质细胞和脂肪细胞中的最终产物，因为kyn -3单加氧酶(KMO)是一种核黄素(维生素B2)依赖的酶，催化Kyn转化为3-HK，但在这些组织中不表达[4,5]。

图1所示。色氨酸-狼毒氨酸代谢途径的三个主要阶段
缩写:Trp:色氨酸;Kyn:犬尿氨酸;KYNA:犬尿酸;3香港:3-hydroxykynurenine;AA:邻氨基苯甲酸;3 haa: 3-hydroxyanthranilic酸;XA:黄尿酸(3-羟基kyna);河畔⁺:烟碱腺嘌呤二核苷酸;KMO:犬尿氨酸3-monooxygenase;Kynu:犬尿氨酸酶;kynurenine转氨酶2

在肥胖动物模型[6,7]和肥胖人体受试者[8-10]中报告了TKP初始期的激活。最近的研究发现肥胖小鼠和人类肥胖中TKP失调的不同模式，并得出结论，这些小鼠模型[高脂饮食诱导肥胖和瘦素缺乏症（ob/ob）]不适合研究TKP参与人类肥胖的机制[11]。然而，据我们所知，瘦素受体缺乏的Zucker脂肪大鼠（ZFR）尚未研究TKP代谢(fa / fa)，最著名和最广泛使用的大鼠肥胖模型。我们想通过比较ZFR (fa/fa)和瘦大鼠(FA / -)．

方法

男性ZFR (fa/fa)和瘦人(FA / -)大鼠(6 - 8周龄)由Charles River, Inc.提供，并在−50°C下保存至分析。Trp、Kyn、KYNA、AA、3-HK、XA采用改进的HPLC - MS法分析[12,13]。

统计分析

结果以平均值±标准误差表示（Trp和Kyn以μM表示，AA、KYNA、3-HK和XA以nM表示）。通过Mann-Whitney试验评估lean和ZFR（每组6只大鼠）之间差异的统计学意义。

结果

TKP的初始阶段．ZFR与瘦大鼠血清Trp和Kyn浓度无差异(表1)。

Kyn:Trp比率（催化Trp转化为Kyn的酶活性的间接标记）在ZFR和瘦鼠之间没有差异（表1）。

TKP的中间阶段。ZFR血清中KYNA浓度升高(50%)(表1)。AA浓度有升高的趋势(33%)。3-HK浓度在ZFR和瘦大鼠之间没有差异。

TKP的最后阶段。XA(提示糖尿病3-HK代谢物[17])的浓度在ZFR和瘦大鼠之间没有差异。

讨论

目前在ZFR中发现血清KYNA(可能还有AA)浓度升高是很重要的，因为据我们所知，这是对ZFR中KTP失调的首次认识;具体来说，是ZFR中KTP中间阶段的失调。

我们的发现与肥胖受试者血清KYNA浓度与BMI呈正相关的报道相一致[4,14]。

血清KYNA浓度升高可能是由于脂肪组织、肝脏和单核细胞/巨噬细胞中KYNA生物合成上调所致。维生素B6（PLP）依赖酶催化Kyn生成KYNA和AA凯特和Kynu，分别为（图1）。但是凯特和Kynu是底物不饱和酶，它们能够处理由KMO抑制。因此，脑、肝和血浆中的KYNA和AA升高KMO(- / -)小鼠[15]。在未激活的情况下，KYNA和AA的形成增加凯特和Kynu在喂食缺乏维生素B2(而非维生素B6)的饮食的狒狒和小鼠中观察到[16,17]。因此，血清中KYNA的升高可能是ZFRKMO脂肪组织缺乏，不表达KMO基因[4]。另一方面，KYNA可能是由浸润大网膜脂肪组织的巨噬细胞合成的，正如在肥胖[4]的女性中观察到的那样。因此,KMO抑制和/或Kynu激活可能有助于我们观察到ZFR血清KYNA(和AA)的升高。ZFR血清KYNA升高来源的鉴定尚需进一步研究。

KYNA在ZFR中的作用可能取决于KYNA对n -甲基-d-天冬氨酸(NMDAR)和α7烟碱乙酰胆碱受体(α7nAChR)的拮抗作用和芳基烃受体(AHR)的激活。

AHR调节人、小鼠、大鼠和新生(但不包括成年)兔[18]体内的异生物代谢酶，如芳基烃羟化酶(细胞色素P450)。AHR过度激活促进了[19,20]，而AHR缺乏则保护小鼠免受饮食诱导的肥胖[21]。TKP代谢物(Kyn, KYNA和XA)是内源性人体AHR配体，其效力可与外源性配体(如2,3,7,8-四氯二苯并-对二恶英)相媲美[22,23]。芳香烃羟化酶(cytochrome P450)是AHR[18]控制下诱导的主要酶。虽然我们不知道ZFR中AHR的评价，但AHR信号通路的缺乏可能是由于ZFR中肝微粒体芳基烃羟化酶活性较低，CYP2B1/2B2 mRNA的核转录率较瘦大鼠低[24,25]。KYNA是最强的人肝AHR配体[22]之一，上调形成可能代表一种适应性反应，旨在克服ZFR中AHR信号通路的损伤。

除了与AHR相互作用外，KYNA升高可能通过拮抗NMDAR和α7nAChR影响ZFR。有人认为，星形胶质细胞中KYNA的生成增强和细胞外KYNA的增加通过阻断α7nAChR抑制多巴胺（DA）的释放[26]。肥胖患者D2受体结合减少，D2/3受体可用性升高[27,28]。ZFR中DA功能受损被认为是后天获得的，而不是遗传的，由与肥胖相关的循环因素引起[29]。我们目前的数据表明，血清KYNA升高可能是此类循环因素之一。

目前的结果证明了ZFR中KYNA和AA作为可翻译模型的进一步研究，以评估改变这一代谢途径对肥胖及其共病条件的影响。

致谢

GF Oxenkrug是NIMH104810拨款的接受者。

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