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研究发现新的控制肥胖的神经细胞

时间:2019-07-13
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洛克菲勒大学分子遗传学实验室

有效的减肥策略需要减少食物摄入量,或燃烧更多卡路里,或两者兼而有之。但对于超过9000万患有肥胖症的美国人来说,这种疾病可导致各种疾病,从癌症到心脏病,行为改变难以实现或不够有效,这就是为什么科学家们长期以来一直寻求帮助人们促进治疗减肥。然而,迄今为止,尚未克服这些治疗方法。

在Cell的一份新报告中,Jeffrey M. Friedman实验室的研究人员提出了寻找抗肥胖药物的新方法。他们与普林斯顿大学的研究团队合作,发现一组先前表现出对饥饿控制的脑细胞也控制了能量消耗。而且因为我们的体重取决于我们燃烧的卡路里和我们燃烧的能量,这一发现可能会在诊所后期应用。

能量摄入和消耗

到目前为止,大多数控制肥胖的研究都集中在控制饮食上。然而,操纵和控制我们的卡路里摄入量的神经回路不受抗肥胖药物的影响。因此,Kavli NSI弗里德曼实验室的博士后研究员MarcSchneebergerPané启动了一个研究我们体内能量消耗过程的项目。

像老鼠和人类这样的哺乳动物以各种方式消耗能量,并且产生热量是至关重要的。当环境温度下降时,我们燃烧更多的燃料,以维持稳定的体温;当它升起时,我们燃烧得更少。我们甚至有一种特殊形式的脂肪组织,称为棕色脂肪,直接燃烧产生热量。

科学家们知道,大脑下丘脑区域的一些对温度敏感的神经元群体在调节热量产生,从而调节能量消耗方面发挥作用。但是他们并不确切地知道这些神经元是如何起作用的,或者下丘脑外的细胞是否可能发挥类似的作用。

双重责任

SchneebergerPané和他的同事,包括研究生Luca Parolari,开始绘制由环境温度升高激活的大脑区域。他们使用了一种名为iDISCO的先进三维成像技术,该技术在洛克菲勒开发,用于扫描暴露于高温的小鼠的大脑,以寻找神经元活动的迹象。

正如所料,该团队看到了下丘脑的活动。但他们也看到了脑干的一部分被称为中缝背核的活动,研究人员惊讶于这些神经元恰好是两年前实验室拥有的神经元。它被发现对控制饥饿至关重要。

“我们的新发现表明,这些神经元通过部分重叠的电路机制调整食物摄入量和能量消耗来调节能量平衡,”普林斯顿大学团队负责人Alexander R. Nectow说。

事实上,这些细胞,以前在实验室中被称为“饥饿的神经元”,可以调节饥饿和能量消耗,这增加了它们作为控制体重的有力杠杆的潜力。

“我们非常兴奋,”SchneebergerPané回忆说,他和他的同事们将这些多功能神经元视为“肥胖研究的新视野”。

研究人员使用复杂的生物化学技术交替地打开和关闭这些对温度敏感的脑干神经元。他们发现,激活神经元降低了动物褐色脂肪的温度,这种脂肪被燃烧产生热量,核心体温也是如此。与此同时,它抑制了神经元产生的热量 - 正如科学家之前所表明的那样,它也使动物不那么饥饿。

控制饮食和燃烧能量

但燃烧棕色脂肪产生的热量并不是消耗能量的唯一方法。身体活动也会消耗卡路里,保持身体活力的所有基本任务也是如此:呼吸,消化食物等等。因此,研究人员将老鼠放在特殊的笼子里,用传感器跟踪它们以跟踪它们的运动,并测量它们产生的二氧化碳量以及它们消耗的食物,水和氧气的量。目标是观察背核中温度敏感的饥饿神经元是否可以控制能量消耗,不仅通过调节温度,而且通过其他方式。

同样,结果很清楚:正如激活神经元导致热量线性下降一样,它也会导致运动,代谢活动和整体能量消耗的急剧下降。另一方面,抑制神经元会导致所有神经元上升。

该团队已开始在这些用于控制饥饿和能量消耗的双重神经元中寻找独特的受体。该研究发现,“当你抑制这些神经元时,它们会抑制食物摄入并增加能量消耗。”这可能成为解决未来肥胖问题的新方向。 #清风计划#

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