科学家早就了解体重与生育力之间的相互关系，譬如，太瘦的妇女往往不太容易怀孕。最近，美国萨尔克生物研究所的研究人员在小鼠的大脑中发现了控制这两者的一个基因总开关，而这个总开关在人类身上可能也以同样的方式运作着。
8月31日《自然-医学》杂志网络版上发表的该项研究成果表明，由基因变异产生的这个总开关TORC1，可造成遗传性肥胖和不育，但通过一种新型药物也许可以进行调节。领导该项研究的克莱顿基金会多肽生物学实验室教授马克 蒙特米尼称，这个基因对运行于身体脂肪与大脑间的信令菊花链来说至关重要，可能在决定人类吃多少以及是否有后代等方面发挥着关键作用。
蒙特米尼表示，这个基因可能和已知著名的食欲调节者———瘦素同等重要。因为瘦素能打开TORC1，这反过来又激活了一些帮助控制食欲和生育能力的基因的活性。
论文的第一作者朱迪思 阿尔塔霍斯博士一直致力于了解人体的能量平衡，寻找消除肥胖、糖尿病和其他代谢综合症的方法。在该项研究中，她监视了从身体脂肪传向大脑并通知大脑身体吃多少才最好的信令。能形成该功能的初级荷尔蒙就是瘦素，该荷尔蒙从血液中流向大脑中的下丘脑（食欲中心），使大脑了解身体的营养状况。已知该荷尔蒙也在生育中发挥着作用，如极瘦的妇女通常没有月经，但直到该研究之前，尚无人了解瘦素的作用究竟是什么。
蒙特米尼说，食欲和生育力的协同控制带来了很大的进化优势。如果没有食物，大脑就会认为不必生育，因为没有身体脂肪，子宫内的胎儿生长就会发育迟缓；没有食物来补充人体的能量储备，就没有东西来喂养后代。瘦素可非常成功地给大脑指示出已吃了多少食物，99%的时间里，瘦素能对食物摄入量和能量使用进行平衡。但问题是并没有一种能在100%时间里工作的机制，就是这些微小的不足会导致身体出现超重。
当大脑对瘦素信令“装聋作哑”的时候，肥胖就随之而来。因此，蒙特米尼的研究目标之一就是试图找到一种方法确保大脑信令能被听到。为此，研究人员不得不对所有与饱胀感相关的信令进行了解。
经过多年研究，他们曾发现了一个扮演能量开关，能打开或关闭其他基因的基因家族。其中一个基因TORC2的作用就像是一个禁食开关，通常人在睡眠状态时，血糖值比较低，此时该基因就能触发肝脏中的葡萄糖生产。在白天，胰岛素一般关闭了TORC2，以保证血糖值不要太高。
在新的研究中，研究人员则监视了TORC1的功能。他们制造出缺乏一个或两个TORC1基因副本的小鼠。实验表明，缺乏TORC1的小鼠在出生时并无异样，但8周后它们开始增重，并到成年后一直保持肥胖。和普通小鼠相比，它们的脂肪量要高出2至3倍，而且开始出现胰岛素抵抗综合症。它们的荷尔蒙和血糖水平和在患有这些疾病的人体中发现的非常相似。
研究人员还惊奇地发现，无论是雄性还是雌性小鼠都患上了不孕症，经解剖后发现，雌性小鼠的子宫和卵巢都已功能失调。研究人员表示，虽然不孕症并不是研究的目标，但实验发现瘦素不仅是调节体重的重要激素，对调节生育来说也非常重要。
研究人员发现，在神经细胞中发现的TORC1，可对绑定在相同细胞外部受体的瘦素发出的信令进行回应。TORC1能打开很多基因，其中两个已为科学家所知。一个是抑制食欲的CART（可卡因和安非他命调节转录）基因，另一个是生育必需的KISS1（以美国宾州大学赫尔谢医学中心的发现者命名）基因，该基因的突变可导致不孕。
因此，当瘦素绑定在大脑细胞上的受体时，就能打开TORC1，反过来激活CART的活性来抑制食欲；因为不再需要更多的食物，KISS1就发出信令，在身体饱胀的情况下生育就可进行。相反，当瘦素不能激活大脑受体时，TORC1就会关闭，CART和KISS1也会关闭。研究人员还发现，当小鼠只继承了一个TORC1基因（通常都有两个，分别来自父母）时，生育力恢复了但体重要比普通小鼠大得多。这表明，TORC开关的一半剂量就能引起大脑中瘦素信令发生问题，也许在TORC1中发生的微妙突变就能导致肥胖的遗传风险。（生物谷Bioon.com）
生物谷推荐原始出处：
Nature Medicine Published online: 31 August 2008 | doi:10.1038/nm.1866
The Creb1 coactivator Crtc1 is required for energy balance and fertility
Judith Y Altarejos1, Naomi Goebel1, Michael D Conkright2, Hiroshi Inoue1, Jianxin Xie3, Carlos M Arias4, Paul E Sawchenko4 & Marc Montminy1
The adipocyte-derived hormone leptin maintains energy balance by acting on hypothalamic leptin receptors (Leprs) that act on the signal transducer and activator of transcription 3 (Stat3)1, 2, 3, 4. Although disruption of Lepr-Stat3 signaling promotes obesity in mice, other features of Lepr function, such as fertility, seem normal, pointing to the involvement of additional regulators. Here we show that the cyclic AMP responsive element–binding protein-1 (Creb1)-regulated transcription coactivator-1 (Crtc1) is required for energy balance and reproduction—Crtc1-/- mice are hyperphagic, obese and infertile. Hypothalamic Crtc1 was phosphorylated and inactive in leptin-deficient ob/ob mice, while leptin administration increased amounts of dephosphorylated nuclear Crtc1. Dephosphorylated Crtc1 stimulated expression of the Cartpt and Kiss1 genes, which encode hypothalamic neuropeptides that mediate leptin's effects on satiety and fertility5, 6, 7. Crtc1 overexpression in hypothalamic cells increased Cartpt and Kiss1 gene expression, whereas Crtc1 depletion decreased it. Indeed, leptin enhanced Crtc1 activity over the Cartpt and Kiss1 promoters in cells overexpressing Lepr, and these effects were disrupted by expression of a dominant-negative Creb1 polypeptide. As leptin administration increased recruitment of hypothalamic Crtc1 to Cartpt and Kiss1 promoters, our results indicate that the Creb1-Crtc1 pathway mediates the central effects of hormones and nutrients on energy balance and fertility.
