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Apelin是一种新发现的生物活性肽,是APJ受体的内源性配体。Apelin/APJ系统广泛分布于人和啮齿类动物的中枢神经和外周组织,参与多种生理及病理活动的调节。Apelin前体物Preproapelin在体内不同的组织中会加工成多种活性片段(包括Apelin-36、Apelin-17、Apelin-13和Apelin-12),其中Apelin-13的生物活性最强,并且氨基酸序列也最为保守。本文运用多肽固相合成方法合成Apelin-13并经高效液相色谱(HPLC)纯化后,研究Apelin-13对摄食、胃肠运动、痛觉(内脏痛、急性痛和炎症痛)和抑郁情绪等生理活动的调节作用,并对其作用机制进行初步探讨。Apelin/APJ mRNA在下丘脑的分布提示Apelin对摄食及胃肠运动可能有重要的调节作用,急性中枢注射Apelin-13对小鼠摄食和胃肠运动的作用也尚未见报道。本实验结果发现,侧脑室注射Apelin-13抑制自由摄食小鼠和禁食小鼠在夜间4h的累计摄食量和累计饮水量；然而侧脑室注射Apelin-13对自由摄食小鼠白天的摄食量没有影响。Aplein-13对自由摄食小鼠夜间摄食的抑制作用可以被APJ受体拮抗剂Apelin-13(F13A)和促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)受体拮抗剂α-helical CRF9-41所阻断,而不能被精氨酸加压素(AVP)受体拮抗剂deamino(CH2)5Tyr(Me)AVP所阻断。侧脑室注射Apelin-13抑制了小鼠胃排空、小肠通过、结肠排珠和排便,这种抑制作用可以被Apelin-13(F13A)和非选择性阿片受体拮抗剂纳洛酮所阻断。这些结果说明：侧脑室注射Apelin-13对小鼠摄食具有抑制作用,APJ受体和CRF受体而非AVP受体参与了这个调节过程；侧脑室注射Apelin-13通过APJ受体和阿片受体抑制小鼠胃肠运动。Apelin在中枢神经系统内与痛觉相关的部位(如中缝背核、杏仁核、下丘脑和脊髓)也有广泛的分布,这提示Apelin可能在痛觉调节中发挥作用。本文运用经典的痛觉模型—醋酸引起的扭体反应、热甩尾实验和福尔马林实验,分别研究Apelin-13在内脏痛、急性痛和炎症痛模型中的作用及机制。结果发现(1)醋酸引起的扭体实验：侧脑室注射Apelin-13抑制了小鼠的内脏痛,这种抑制作用可以被Apelin-13(F13A)、纳洛酮和μ阿片受体拮抗剂β-FNA所阻断。另外低剂量的Apelin-13能够增强中度剂量甚至无效剂量的吗啡在脊髓上水平的镇痛效果,这种协同镇痛效应能够被纳洛酮完全阻断。(2)热甩尾实验：蛛网膜下腔注射Apelin-13引起明显的镇痛作用,这种镇痛作用能够被Apelin-13(F13A)和纳洛酮拮抗。(3)福尔马林实验：蛛网膜下腔注射Apelin-13能够明显的引起小鼠第Ⅱ时相的痛敏反应,此痛敏作用可以被Apelin-13(F13A)和γ氨基丁酸A型受体(GABAA)拮抗剂荷包牡丹碱(而不是纳洛酮)阻断。这些结果表明,侧脑室注射Apelin-13抑制小鼠的内脏痛,蛛网膜下腔注射Apelin-13抑制了小鼠的急性痛,Apelin-13在这两种痛觉模型中引起的镇痛作用都是通过APJ受体和阿片受体介导的；Apelin-13与吗啡通过阿片神经元在醋酸引起的扭体反应中发挥协同镇痛效应；然而在福尔马林引起的炎症痛模型中,蛛网膜下腔Apelin-13通过APJ受体和GABAA受体(而不是阿片受体)介导引起痛敏作用。在中枢神经系统中,APJ受体mRNA在杏仁核、齿状回、阿蒙氏角、下丘脑等与情绪相关的区域被检测到,这表明Apelin与情绪调节密切相关。本文运用经典的抑郁动物模型—强迫游泳实验和悬尾实验,研究了侧脑室注射Apelin-13对小鼠抑郁情绪的影响,并对其机制进行探讨；同时为排除阳性干扰,我们用自主活动测试仪、转棒实验和悬挂实验对其自主活动和运动功能进行测试。结果发现,侧脑室注射Apelin-13导致小鼠的不动时间延长,此作用可以被Apelin-13(F13A).纳洛酮和K阿片受体拮抗剂nor-BNI(而不是a-helical CRF9-41)所拮抗。侧脑室注射不同剂量的Apelin-13(F13A)不影响强迫游泳实验小鼠的不动时间。Apelin-13也不影响小鼠的自主活动数目和运动功能。这说明侧脑室注射Apelin-13诱导小鼠的抑郁行为,APJ受体和K阿片受体(而不是CRF受体)参与此调节过程；并且Apelin-13引起的抑郁行为不是由于自主活动和运动功能的改变而导致的,因此可以排除阳性干扰。GBR12909是一种有效的多巴胺重吸收抑制剂；多巴胺与奖赏系统和过度运动有密切的关系,而厌食症最主要的特征就是体重减轻和运动过度。因此本文研究GBR12909在运动引发的厌食症(ABA)模型中的作用及机制。将小鼠放置于带有自动转轮的装置中,同时进行卡路里限制；用EchoMRI清醒动物身体成分分析系统测定脂肪组织和瘦组织含量；腹腔注射GBR12909后用定量RT-PCR对其脑区相关因子的基因表达进行检测。卡路里限制一周后,小鼠体重下降,脂肪组织和瘦组织也减少,转轮活动数增加,出现典型的厌食症特征。腹腔注射2mg/kg GBR12909明显地增加ABA模型小鼠1h内的转轮活动数,而对自由摄食组和过夜禁食组小鼠1h的转轮活动数没有影响。GBR12909明显地增加了ABA模型小鼠下丘脑NPY和AgRP mRNA的表达量,但对下丘脑POMC、CART、MCH和LeptinR mRNA的表达没有影响。GBR12909对小鼠纹状体尾壳核(CPu)的D1R, D2R和DAT mRNA的表达没有显著影响；对伏隔核(Acb)的D1R、D2R、VMAT2、BDNF、CREB、FosB、GluR2、MCHR1mRNA的表达也没有显著影响。尽管GBR12909增加了伏隔核DAT mRNA含量,但并没有统计学意义上显著性差异。这说明急性注射GBR12909能够加剧ABA,这种作用是由于下丘脑神经肽NPY和AgRP mRNA的过度表达引起的,与多巴胺无关。综上所述,Apelin-13通过不同的受体在摄食、胃肠运动、痛觉和抑郁情绪中发挥着调节作用；本研究结果可为Apelin-13将来作为药物应用于减肥、胃肠疾病治疗和镇痛提供一定的临床前实验数据。此外,本研究还发现GBR12909使神经性厌食症加剧,其机制与下丘脑神经肽NPY和AgRP的表达变化有关；本研究结果可为GBR12909的临床应提供一定的理论参考。