《SCIENCE ADVANCES》：Neuronal GPR75 deficiency protects against diet-induced obesity in a humanized mouse model
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本研究针对肥胖及其代谢并发症的防治难题，聚焦G蛋白偶联受体GPR75。研究人员通过构建人源化条件性敲除小鼠模型，系统揭示了脑特异性而非脂肪细胞特异性GPR75缺失能有效抵抗高脂饮食诱导的肥胖，主要机制为抑制食欲和适度提升能量消耗。该研究为开发中枢靶向的GPR75拮抗剂治疗肥胖提供了理论依据和实验平台。
随着全球肥胖患病率的持续攀升，肥胖及其相关的胰岛素抵抗和2型糖尿病等代谢并发症已成为重大公共卫生挑战。尽管遗传学和生理学研究已取得进展，但特定基因和信号通路如何调控体重与代谢稳态的机制仍未被完全阐明。近年来，人类遗传学研究将G蛋白偶联受体75（GPR75）推向了肥胖风险调控因子的前沿。功能缺失型GPR75基因变异与肥胖抵抗和代谢改善相关，提示GPR75可能是体重、能量平衡和葡萄糖稳态的关键调节器。小鼠全身性Gpr75敲除研究也证实了其抗肥胖表型。然而，GPR75究竟通过哪些组织、以何种机制发挥其代谢效应，仍是悬而未决的核心科学问题。
为了深入解析GPR75在代谢调控中的生理相关性及组织特异性作用，研究团队在《SCIENCE ADVANCES》上发表的研究中，开发了一种人源化、可条件性敲除的Gpr75（hGpr75fl/fl）小鼠模型，并在此基础上特异性敲除了大脑和脂肪组织中的GPR75，旨在阐明其组织特异性功能。
关键技术方法概述
研究主要应用了以下关键技术：利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术构建人源化floxed Gpr75（hGpr75fl/fl）小鼠模型；通过多重误差鲁棒荧光原位杂交（MERFISH）和RNA原位杂交（RNAscope）技术精细解析Gpr75在小鼠、大鼠和食蟹猴脑组织中的转录表达谱；采用间接热量测定系统（TSE Calorimetric System）评估能量代谢参数；通过Seahorse XF24细胞能量代谢分析系统测量棕色脂肪组织（BAT）线粒体的耗氧率（OCR）；并进行了口服葡萄糖耐量试验（oGTT）、胰岛素耐量试验（ipITT）和组织学分析等生理代谢表征。所有动物实验均在美国德克萨斯大学西南医学中心（UTSW）的Touchstone糖尿病中心完成，并遵循该机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准的方案。
Gpr75在脑中的广泛表达及其进化保守性
研究人员首先利用MERFISH技术对小鼠下丘脑和背侧迷走复合体（DVC）进行空间转录组分析。结果显示，Gpr75 mRNA在这两个与能量平衡密切相关的脑区广泛分布。大多数Gpr75阳性细胞共表达GABA能神经元标志物Slc32a1或谷氨酸能神经元标志物Slc17a6，证实Gpr75主要表达于神经元。进一步分析发现，Gpr75与多种调控能量平衡的神经肽及其受体基因（如Glp1r, Gipr, Calcr, Th）存在部分共表达，且分布于约30-50%的Agrp+、Pomc+、Gfral+、Chat+等不同神经元亚群中，提示其可能参与多种神经环路对摄食和代谢的调控。RNA原位杂交结果显示，Gpr75在小鼠、大鼠和食蟹猴大脑皮层、下丘脑、海马、最后区（AP）及小脑等区域广泛表达，这种表达模式具有较高的进化保守性。
全身性Gpr75敲除有效抵抗高脂饮食诱导的肥胖
研究证实，与野生型（Gpr75wt/wt）对照相比，高脂饮食（HFD）喂养的全身性Gpr75敲除（Gpr75KO/KO）小鼠体重增加显著减少，体脂含量明显下降，而瘦体重无显著差异。这种瘦表型主要源于食物摄入量的减少，能量消耗相关参数（如O2消耗量、CO2产生量、呼吸商、产热和活动量）未见显著变化。Gpr75KO/KO小鼠还表现出更好的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性。组织学分析显示其附睾白色脂肪组织（gWAT）脂肪细胞变小，肝脏脂质积累减少。基因表达分析表明，gWAT中脂解相关基因（Hsl, Pnpla2, Plin1, Lpl）表达上调，肝脏中纤维化标志物（Col1a1, Col2a1, Tgfb, Ccn2/Ctgf）表达下降。在常规饲料喂养条件下，Gpr75缺失则未引起显著的代谢表型变化，说明GPR75的功能主要在肥胖应激状态下凸显。
脑特异性Gpr75缺失是抗肥胖表型的主要驱动因素
为探究中枢神经系统GPR75信号的作用，研究人员利用Nestin-Cre工具鼠构建了脑特异性Gpr75敲除（hGpr75NKO）模型。与全身性敲除表型类似，HFD喂养的hGpr75NKO小鼠表现出体重减轻、摄食减少。间接热量测定发现，其在光照期有轻微的O2消耗、CO2产生和产热增加，但摄食减少仍是主导因素。这些小鼠的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性也得到改善，肝脏脂质积累和纤维化标志物表达降低。这些结果明确表明，脑内GPR75信号的缺失足以模拟全身性敲除的抗肥胖和代谢改善作用。
脂肪细胞特异性Gpr75缺失对系统性代谢影响有限但增强急性耐寒能力
相比之下，利用脂肪细胞特异性Adiponectin-Cre构建的脂肪细胞特异性Gpr75敲除（hGpr75AKO）小鼠，在HFD喂养下并未出现体重、体成分、葡萄糖稳态或胰岛素敏感性的显著改变，口服甘油三酯清除试验也未见异常。这表明脂肪细胞自身的GPR75信号在系统性能量平衡调控中作用有限。然而，在急性冷暴露（6°C，5小时）条件下，hGpr75AKO小鼠能维持更高的核心体温，并且其BAT线粒体的基础耗氧率和最大呼吸容量均显著高于对照组。但在慢性冷暴露或白色脂肪组织（WAT）中，未观察到显著的基因表达或功能变化。这说明脂肪细胞GPR75缺失可能通过轻微增强BAT的线粒体产热功能来提升急性耐寒能力，但对长期能量代谢的调控作用较弱。
研究结论与意义
本研究通过精准的遗传学手段，清晰地揭示了GPR75在能量代谢调控中具有组织特异性功能。其主要通过中枢神经系统（特别是表达Nestin的脑细胞）调控食欲，从而在抵抗饮食诱导的肥胖中发挥核心作用。而其在脂肪组织（尤其是BAT）中的作用，则表现为在急性冷应激下对产热能力的微调，对整体能量稳态影响相对次要。Gpr75在肥胖应激下，于关键脑区表达上调，而在白色脂肪组织中表达下调，进一步支持了其中枢主导作用的假说。
该研究不仅证实了GPR75作为肥胖治疗靶点的巨大潜力，更重要的是指明了未来药物研发应聚焦于开发能够穿越血脑屏障、特异性拮抗中枢GPR75的抑制剂。同时，研究所构建的hGpr75fl/fl人源化小鼠模型，也为靶向人类GPR75的转化医学研究提供了强有力的临床前实验平台。这项工作深化了我们对GPCR（G蛋白偶联受体）在能量稳态中复杂调控网络的理解，为针对肥胖及相关代谢疾病的精准治疗策略开辟了新的方向。
