2026年3月24日,上海交通大学医学院松江研究院黄菊研究员团队在Nature Communications上发表了题为:Regulation of physical activity and energy expenditure through Phf6 in the medial preoptic area的研究成果,揭示了下丘脑内侧视前核(MPOA)Phf6阳性神经元是调控自主运动和能量消耗的重要节点,为Börjeson-Forssman-Lehmann综合征(BFLS)相关的肥胖病理机制提供新的全面理解。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-70962-7。

BFLS是一种以智力障碍、向心性肥胖和内分泌功能异常为特征的X染色体连锁神经发育疾病,染色质结合蛋白—植物同源结构域指蛋白6 (plant homeodomain finger protein 6,Phf6)的基因突变会导致BFLS。研究团队发现,MPOA脑区的Phf6阳性神经元是该脑区雌激素受体(Esr1)阳性神经元的一个亚群。
为了探究Phf6的功能,研究人员利用AAV病毒特异性敲除下丘脑MPOA脑区的Phf6。结果显示,雌性小鼠在MPOA脑区条件性敲除Phf6后出现了显著的肥胖表型。进一步研究表明,造成肥胖的原因是自主运动的显著减少和能量消耗的显著降低。与此对比,条件性敲除Phf6后雄性小鼠的体重增长少于雌性小鼠。

为了确定MPOA脑区Phf6神经元与小鼠自主运动的相关性,研究人员通过光纤钙信号记录Phf6神经元活动。结果发现,雌性小鼠在行走和攀爬时,Phf6神经元的钙信号显著增加。为了验证MPOA脑区Phf6神经元是否可以调控小鼠的自主运动和能量代谢,研究人员利用光遗传学和化学遗传学策略,直接激活或抑制MPOA脑区的Phf6神经元。结果发现激活MPOA脑区的Phf6神经元能够显著增加自主运动与能量消耗;抑制MPOA脑区的Phf6神经元则显著减少自主运动与能量消耗。这些发现证明了MPOA脑区Phf6神经元是促进自主运动和能量代谢的重要神经元。
为了明确Phf6对神经元活性的影响,研究人员通过膜片钳技术记录敲除Phf6后神经元的电生理特性。结果发现,Phf6缺失会降低该神经元对雌激素(雌二醇,estradiol)的反应性。结合病毒示踪技术和电生理记录,研究人员明确了一条由MPOA脑区Phf6神经元和下丘脑腹内侧核腹外侧区(VMHvl)Esr1神经元构成的双向神经环路,该环路调控小鼠的自主运动水平。
本研究首次将染色质结合蛋白Phf6的功能与调控自主运动和能量消耗的神经环路直接联系起来,揭示了BFLS患者肥胖表型的神经生物学基础,并为开发针对能量消耗而非控制食欲的肥胖治疗策略提供了新的理论依据。
上海交通大学医学院松江研究院王静杰博士后、刘冰博士、吴小华助理研究员和孙静静实验师为本文共同第一作者,上海交通大学医学院松江研究院黄菊研究员为本文通讯作者,本项目获得国家科技创新2030重大专项、上海市东方学者特聘教授跟踪计划、国家高层次青年人才计划、国家自然科学基金的大力支持。