最新一期《Cell》有篇名為“Identification of a Brainstem Circuit Controlling Feeding”的文章。據文章第一作者Alexander Nectow稱,他們確定了2個腦細胞新種群,兩類細胞都負責調節食欲,它們坐落于腦干中被稱為中縫背核(dorsal raphe nucleus,DRN)的區域,它可能是控制肥胖患者饑餓感的新靶標。
進食是大腦多部位介導的負責生物行為。在神經元水平解決肥胖問題,這項研究提供了一個新思路。
1994年,洛克菲勒分子遺傳學實驗室負責人Jeffrey Friedman發現了瘦素(leptin),開啟了肥胖研究新時代。瘦素作用于下丘腦區域神經元,抑制饑餓感。注射這種激素能顯著減輕瘦素缺乏者體重,但是,多年來人們發現許多肥胖者對這種療法沒有反應。
本文文章通訊作者Friedman 說:“肥胖機體往往伴隨著瘦素抗性,我們的最近數據表明,用藥物調節特定神經元活性可繞過瘦素抗性問題,為減肥提供新手段。”
Nectow和其他同事們運用洛克菲勒開發的一項先進技術——iDISCO全腦成像(whole-brain imaging made with iDISCO),發現饑餓小鼠的中縫背核(DRN)區域被激活了。接著,給小鼠投放多于正常量的食物,直到吃撐,發現了腦部DRN區的另一種活化模式。這些結果表明,部分神經元直接作用攝食行為。
Nectow(現在已是普林斯頓大學的一名聯合研究學者)與Friedman實驗室的一名訪問學者分析了幾種讓DRN參與攝食活動的神經元類型。饑餓與飽腹兩組小鼠的活化細胞遺傳分析表明,飽腹小鼠觸動的神經元釋放谷氨酸,饑餓小鼠觸動的神經元卻釋放GABA。
Nectow解釋:“有兩種可能性。一是細胞并非被饑餓感活化,它們沒有推動食物攝取,只起信號傳遞作用;二是它們是饑餓感覺和反應機制的一部分。直覺告訴我們可能是后者。”
研究人員使用了兩種已知的靶神經元激活方法,利用光或化學物質打開肥胖小鼠谷氨酸釋放細胞。這一處理抑制了小鼠的食物攝取行為,體重明顯減輕。這證實了DRN神經元缺失與饑餓和攝食有關。
同樣,上調該大腦區域神經元的GABA釋放,小鼠增加了食物的攝取量。值得注意的是,上調“饑餓神經元”等同于自動關閉“飽腹神經元”,這種調節方式使“減肥”功效最大限度地發揮。切斷肥胖小鼠“饑餓神經元”,長期抑制這些神經元顯著地降低了小鼠體重。
這些神經元的發現為飲食控制找到了一條新路,設計相關藥物激活或抑制DRN神經元或可治療肥胖以及預防高血壓和糖尿病的相關并發癥。
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