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世界范围内肥胖的发生率在逐年升高并趋于年轻化,与肥胖相关的睡眠呼吸障碍也日益成为危害公共健康的问题。肥胖相关的呼吸障碍不仅和肥胖病人呼吸的机械性负荷增加有关,还和中枢呼吸驱动力减弱,以及瘦素（leptin）信号通路障碍或瘦素抵抗密切相关,但其作用靶点和分子机制仍需进一步研究。leptin是一种主要由白色脂肪分泌的小分子激素,其主要通过b亚型受体（leptin receptor-b,Lep Rb）激活其下游JAK2/STAT3通路、JAK2/MAPK（ERK）通路、PI3K/AKT通路和SOCS3抑制通路发挥其生理功能。近年研究发现,leptin信号系统具有明显的易化呼吸、增加中枢呼吸驱动力的作用,但其神经机制仍不清楚。我们近期研究发现,全身Lep R缺乏伴肥胖的大鼠在常氧条件下表现为低通气,而且其高碳酸性通气反应（hypercapnic ventilatory response,HCVR）也明显减弱,而与之体重相同、Lep R功能正常的单纯肥胖组,只表现出常氧时的低通气现象,而没有明显的HCVR钝化现象。这一结果提示,单纯性肥胖可能主要影响基础呼吸功能,这一作用可能和呼吸负荷过大有关。但这一实验模型与临床肥胖伴瘦素抵抗患者表现是否一致,以及leptin途径在肥胖相关性呼吸障碍性疾病中的作用和机制尚不可知。leptin易化呼吸反射的区域可能主要在后脑,如孤束核和延髓腹侧斜方体后核（retrotrapezoid nucleus,RTN）等。RTN神经元具有中枢呼吸化学感受器的作用,而双孔p H敏感性钾离子通道TASK-2通道是RTN神经元p H敏感性的分子底物。RTN的leptin信号通路是否参与睡眠呼吸障碍的机制尚未阐明。综上所述,本研究将在高脂饮食诱导的肥胖小鼠上,利用小动物肺功能测定系统、分子生物学、免疫组织化学等技术,1)明确高脂饮食诱导的肥胖对呼吸功能的影响;2)揭示RTN神经元的leptin信号通路参与肥胖呼吸障碍的分子神经机制。本实验将为肥胖相关的呼吸障碍性疾病提供治疗靶点和思路。目的:探讨leptin参与肥胖呼吸障碍的分子神经机制方法:实验动物应用幼年（4周龄）雄性C57小鼠随机分为正常饮食组（Lean组）和高脂饮食诱导肥胖组（diet-induced obesity,DIO组）。DIO组给予20周高脂饮食喂养,Lean组给予普通饮食喂养并记录两组动物体重,终周龄为24周。应用小动物肺功能测定系统记录小鼠的潮气量（tidal volume,TV）、呼吸频率（breathing frequency,BF）、每分通气量（minute volume,MV）。应用不同浓度高CO2来激活中枢呼吸化学感受器,观察上述呼吸参数的改变。ELISA法测量小鼠血清和脑脊液中内leptin浓度。免疫荧光染色计数并比较两组小鼠CO2激活RTN神经元的数目。Western blot技术定量分析两组小鼠RTN神经元Lep Rb信号通路是否异常。结果:1.DIO组小鼠体重均明显高于对照组Lean组（P<0.0001）,腹部脂肪与体重比值明显高于Lean组（P<0.0001）。此外,DIO组小鼠血清中leptin水平明显高于Lean组（P<0.0001）,脑脊液中leptin水平明显高于Lean组（P<0.05）。结果表明,DIO小鼠出现高瘦素血症。2.常氧（21%O2）条件下,DIO组较Lean组的BF显著增快（P<0.0001）,而TV（P<0.0001）和MV均明显减少（P<0.05）。这一结果表明,DIO组呼吸模式变为浅快呼吸,同时出现了常氧条件下的低通气现象。阶梯式吸入2%、5%和8%CO2时,两组小鼠的BF、TV和MV均逐渐升高;但是当吸入相同浓度CO2时,DIO组的TV与MV比Lean组明显降低（P<0.05～0.0001）。可见,高脂饮食诱导的肥胖小鼠的HCVR明显减弱。3.在吸入5和8%CO2时,DIO组的MV与体重、血清中leptin水平呈负相关（P<0.05～0.0001）,而脑脊液中leptin水平与MV不呈现明显的相关性。4.免疫荧光结果表明,DIO组RTN上CO2激活的神经元数目明显少于Lean组（P<0.05）,提示DIO组RTN对CO2敏感性降低。5.Western blot定量分析结果显示,DIO组小鼠与Lean组相比,RTN的Lep Rb蛋白表达无统计学差异;Lep Rb下游通路p STAT3蛋白显著降低（P<0.001）;Lep Rb下游SOCS3蛋白表达升高（P<0.05）;p AKT蛋白表达降低（P<0.05）;p ERK蛋白表达下降（P<0.05）。这一结果显示,Lep Rb下游JAK2/STAT3通路、JAK2/MAPK（ERK）通路、PI3K/AKT通路发生异常。6.DIO组RTN的TASK-2通道蛋白表达水平显著低于Lean组。结论:高脂饮食诱导肥胖引起低通气和HCVR反应钝化,其机制可能与RTN神经元的上Lep Rb信号通路障碍,以及p H敏感性的TASK-2通道蛋白水平下调有关。