在神经元Pomc增强子nPE1中高度保守的STAT3基序对于实现下丘脑Pomc的最大表达至关重要

《Molecular Neurobiology》：Highly Conserved STAT3 Motifs Present in the Neuronal Pomc Enhancer nPE1 are Critical for Maximal Hypothalamic Pomc Expression

中央黑色素细胞素由Pomc基因编码，调控摄食和肥胖。nPE1增强子中的两个STAT3保守基序被敲除，发现雌雄杂合突变体 hypothalamic Pomc mRNA水平分别下降26.6%和23.5%，但体重、体脂和摄食行为均未改变。通过CRISPR-Cas9构建嵌合突变鼠模型，结合qRT-PCR和表型分析，证实这两个STAT3基序对Pomc表达的上调至关重要，但不影响整体能量代谢稳态。

　　

Pomc基因编码的中央黑皮质素（central melanocortins）调控食物摄入和体脂水平。下丘脑中Pomc基因的表达受三个位于5′末端的增强子（nPE1、nPE2和nPE3）的调控，其中nPE1的转录活性最强。在本研究中，我们探讨了nPE1中两个高度保守的STAT3基序对下丘脑整体Pomc基因表达的功能影响。我们利用CRISPR-Cas9技术生成了同时缺失这两个STAT3基序的突变小鼠。通过qRT-PCR技术检测了这些突变小鼠及其野生型同窝小鼠（包括雌雄个体）的下丘脑PomcmRNA水平，同时测量了它们的体重、体长、脂肪质量和食物摄入量。我们还进行了快速进食与再进食实验，期间频繁记录食物摄入量和体重变化。通过比较基因组学分析，我们在nPE1中识别出两个高度保守的STAT3基序。同时缺失这两个基序的纯合雌性和雄性小鼠的下丘脑PomcmRNA水平分别比同性别对照组低73.4±0.8%和76.5±1.3%。尽管PomcmRNA水平降低了约25%，但所有基因型和性别的小鼠体重变化均处于正常范围内。快速进食与再进食实验结果显示，纯合突变小鼠与野生型小鼠在每日食物摄入量和体重下降及恢复方面没有显著差异。我们的研究结果表明，nPE1增强子中存在的这两个STAT3基序对于实现下丘脑Pomc基因的最大表达水平至关重要。