VTA胃泌素释放肽对大鼠摄食和胃动力的影响及潜在机制研究

VTA胃泌素释放肽对大鼠摄食和胃动力的影响及潜在机制研究

柳洋1,2，臧发欣1,3，李全磊1,4

 （1 青岛大学 基础医学院 山东 青岛266000；2 青岛市第九人民医院 山东 青岛 266000； 3沂南县人民医院 山东 临沂 276000；4 青岛市第三人民医院 山东 青岛266000）

摘要

目的: 探讨中脑腹侧被盖区（VTA）微量注射胃泌素释放肽（GRP）对大鼠摄食及胃动力的影响。

方法: 参照大鼠脑图谱将56只大鼠VTA埋置注射套管，并随机分为4组（n=14）。①生理盐水（NS）组：VTA微量注射0.5 μl NS；②GRP组：VTA微量注射0.5 μl （50 ng）GRP；③RC3095组：VTA微量注射0.5 μl（20μg）RC3095；④GRP+ RC3095组：VTA微量注射0.5 μl GRP+ RC3095混合物（50 ng GRP，20μg RC3095）。上述每组大鼠再随机分为2组（n=7），分别观察VTA注射药物后对大鼠摄食量、胃运动及胃排空的影响。

结果：VTA微量注射GRP，大鼠摄食、胃运动及胃排空显著降低；VTA GRP对摄食及胃动力的抑制作用可被胃泌素释放肽受体（GRPR）拮抗剂RC3095阻断。

结论: VTA GRP对大鼠摄食及胃动力抑制效应可能与GRPR信号通路有关。

关键词：胃泌素释放肽；中脑腹侧被盖区；摄食；胃运动；胃排空

Effects of GRP injection into VTA on food intake and gastric motility in rats

Abstract

Objective: To investigate the effects of microinjection of gastrin releasing peptide (GRP) into the ventral tegmental area (VTA) on food intake and gastric motility in rats.

Methods: According to the brain atlas of rats, 56 rats were implanted with VTA injection cannula and randomly pided into 4 groups (nude 14). ①NS group: VTA microinjection NS; ②GRP group: VTA microinjection GRP;③RC3095 group: VTA microinjection GRP receptor antagonist RC3095;④GRP + RC3095 group; VTA microinjection GRP + RC3095. To observe the effects of VTA injection on the food intake, gastric motility and gastric emptying.

Results: Microinjection of GRP into VTA significantly reduced food intake, gastric motility and gastric emptying in rats, and the inhibitory effects of VTAGRP on food intake and gastric motility could be blocked by gastrin releasing peptide receptor (GRPR) antagonist RC3095.

Conclusions: The inhibitory effect of VTAGRP on food intake and gastric motility in rats may be related to GRPR signal pathway.

Key words: GRP; VTA; Feeding; Gastric Motility; Gastric Emptying

引言

胃泌素释放肽（Gastrin-Releasing Peptide，GRP）是蛙皮素（Bombesin，BB/BN）在哺乳动物中的同系物，故称作蛙皮素样肽（Bombesin-Like Peptides，BLPs），其是重要的脑神经递质，广泛分布于中枢神经系统，参与动物多种生理和本能行为调控。有研究显示，侧脑室注射GRP可显著抑制大鼠摄食，且该抑食效应在高脂饮食更为显著[2]。

胃泌素释放肽受体（GRPR）是GRP特异性受体，GRPR是一种是G蛋白偶联受体。在中枢神经系统，GRPR mRNA广泛表达，其中海马、下丘脑、杏仁核和桥脑中表达量最高。VTA位于中脑腹侧中线两侧，其分为臂旁色素核、VTA脚间核、中线核团、束间亚核等

[2]，神经元主要含有3种类型神经递质，如多巴胺（DA）、γ-氨基丁酸、以及谷氨酸。在VTA不同亚核所含这些神经元类型占比也有所不同，这是各个亚核在不同脑区发挥不同生理功能的细胞内神经化学基础。

本研究拟观察VTA微量注射GRP对大鼠摄食、胃运动及胃排空的影响及潜在机制，目的是补充和完善GRP对能量平衡调控理论，为临床治疗能量代谢相关疾病提供新的研究思路。

材料与方法

1 实验动物

雄性SD大鼠，8周龄，体质量220-250 g，购于青岛市药物检验所，饲养于室温（25±1℃）、12 h昼夜循环光照，自由饮水、进食。所有动物遵循《青岛大学实验动物保护和和使用管理方法》。所有实验均按照青岛实验动物中心标准。

2 实验方法

2.1 VTA核团置管

大鼠腹腔注射10%水合氯醛（0.3 ml/100 g）麻醉，并俯卧位固定于大鼠脑立体定位仪，于头部正中做一切口，充分暴露颅骨。以前囟为原点，在颅骨表面定位VTA，以牙科钻钻透颅骨，将不锈钢套管（24 gauge，直径1.5 mm）推入VTA，502胶及牙托粉固定套管于颅骨，以针灸针为套管内芯，防止管腔堵塞。埋管结束后缝合大鼠头皮，术后连续3天腹腔注射8万单位青霉素预防感染，一周后进行后续实验。

2.2 VTA微量注射GRP对大鼠摄食的影响

将VTA置管大鼠随机分为4组（n=7）。①NS组：VTA微量注射0.5 μl NS；②GRP组：VTA微量注射0.5 μl 50 ng GRP；③RC3095组：VTA微量注射0.5 μl 20 μg RC3095；④GRP+ RC3095组：VTA微量注射0.5 μl（GRP 50 ng + RC3095 20μg）混合物。将注射药物后大鼠单独放置在已知食物重量的测量笼中，立即给予大鼠定量标准饲料，连续监测2小时摄食量。摄食量=已知食物量—（剩余食物量+溢出残渣量）。

2.3 VTA微量注射GRP对大鼠胃运动的影响

大鼠腹腔注射10%水合氯醛（0.3 mL/100 g）麻醉，仰卧位固定，充分暴露胃部。沿胃窦环形肌方向将应力传感器缝贴于胃窦的浆膜外层，应力传感器的导线通过后颈部皮肤切口穿出体外固定。逐层缝合腹部。术后连续3天腹腔注射8万单位青霉素预防感染，待大鼠恢复正常饮食并且无应激反应后进行后续实验。

将VTA核团置管的28只大鼠随机分为4组（n=7），动物分组同前（见2.2）。核团注射GRP等药物后，观察大鼠在体胃运动变化，以胃运动指数（MI%）对大鼠胃运动进行量化。MI（%）=（给药后曲线下面积）/（给药前曲线下面积）×100%。

2.4 VTA微量注射GRP对大鼠胃排空的影响

将VTA核团置管的28只大鼠禁食18 h，随机分为4组（n=7），分组及注射药物同前（见2.2）。经VTA置管给药后，大鼠经口灌胃1.5 mL酚红，20 min后颈椎脱臼法处死大鼠，迅速剖开腹壁，结扎胃幽门及贲门，将胃完整取出。采用分光光度法测量胃排空率（%）。

胃排空率（%）=（1–样本A560/标准品A560）x 100%

3 统计学分析

应用SPSS 18.0和PPMS 1.5软件分析数据，所有数据均以（±SD）表示，两组间采用t检验或Mann-Whitney U检验，两组以上实验数据采用Kruskal-Wallis检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

1 VTA微量注射GRP对大鼠摄食的影响

与NS组相比，VTA微量注射GRP大鼠摄食量显著降低（P<0.05，表1）；与GRP组相比，GRP+ RC3095组大鼠摄食量显著增加（P<0.05，表1）。

表1 VTA微量注射GRP对大鼠摄食、胃运动（MI%）及胃排空的影响

*P<0.05，与NS组相比；#P<0.05，与GRP组相比

2 VTA微量注射GRP对大鼠MI%及胃排空的影响

表1可见，与NS组相比，VTA微量注射GRP可显著抑制大鼠MI%（P<0.05）及胃排空（P<0.05）；而与VTA微量注射GRP组相比，GRP+ RC3095组大鼠MI%（P<0.05）及胃排空显著升高（P<0.05）；但与NS组相比，RC3095对大鼠MI%及胃排空无显著影响（P>0.05）。

讨论

本研究发现，大鼠VTA微量注射GRP可显著抑制大鼠摄食、胃运动及胃排空，并提示GRPR信号通路可能参与GRP对大鼠摄食及胃动力的调控。

GRP最初由猪胃中分离提取，具有强烈刺激胃酸分泌效用，故命名为胃泌素释放肽

[3]。GRP对昼夜节律、焦虑、恐惧反应均有调节作用[4]。在大鼠、人、猫、狗和猪等许多物种中，GRP可引起胃肠平滑肌收缩，并可刺激肌间神经元及粘膜下神经元，产生强烈的抑食效应[5]。VTA是一个异质性的脑结构，在成瘾相关的奖赏和动机行为中起重要的作用。免疫组化和逆行追踪研究显示，VTA是内含有较多的多巴胺、γ-氨基丁酸和谷氨酸能神经元，这些盛景园可发出纤维投射到杏仁核、前额叶皮层和伏隔核（NAc）等多个前脑区域。在VTA中，GABA能神经元也能与一些DA能投射神经元形成抑制性突触联系。VTA内这些不同类型神经元可形成不同的神经环路，通过传入和传出，共同参与调控奖赏和动机行为。本研究发现，VTA微量注射GRP可显著抑制大鼠摄食、胃运动及胃排空，并且胃泌素释放肽受体（GRPR）拮抗剂RC3095可减弱GRP对摄食及胃排空的抑制作用，提示GRPR信号通路可能参与了GRP对大鼠摄食及胃动力的调控。

综上所述，大鼠VTA GRP可抑制大鼠摄食和胃动力，其机制可能与GRPR信号通路相关。

参考文献

[1]Qu X, Wang H, Liu R. Recent insights into biological functions of mammalian bombesin-like peptides and their receptors[J]. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2018 Feb;25(1):36-41.

[2]Zhou X, Ma C, Zhou M, et al. Pharmacological Effects of Two Novel Bombesin-Like Peptides from the Skin Secretions of Chinese Piebald Odorous Frog (Odorrana schmackeri) and European Edible Frog (Pelophylax kl. esculentus) on Smooth Muscle[J]. Molecules. 2017 Oct 23;22(10):1798.

[3]Li M, Liang P, Liu D, et al. Bombesin Receptor Subtype-3 in Human Diseases[J].  Arch Med Res. 2019 Oct;50(7):463-467.

[4]Melzer S, Newmark ER, Mizuno GO, et al. Bombesin-like peptide recruits disinhibitory cortical circuits and enhances fear memories[J]. Cell. 2021 Oct 28;184(22):5622-5634.e25.