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Cell:抗肥胖研究重大发现,或助我们实现少吃多“烧”

2019-6-30 作者:佚名   来源:中国生物技术网 我要评论0
Tags: 肥胖  能量  神经元  

众所周知,要想减肥,最有效的策略就是“管住嘴,迈开腿”!但对庞大的肥胖群体而言,永远怀揣一颗减肥的心,可偏偏管不住嘴,也迈不开腿。

科学家们也为此长期寻找能够帮助人们减肥的药物,然而,到目前为止,有效、持久的治疗方法一直未能奏效。

北京时间6月28日,发表在《Cell》杂志上发表的一份新研究中,美国洛克菲勒大学霍华德休斯医院研究所Jeffrey M.Friedman实验室提出了寻找抗肥胖药物的新途径。他们与普林斯顿大学的一个团队合作,发现一组先前被证明控制饥饿的脑细胞也能控制能量消耗。而且,由于我们的体重取决于摄入的热量与消耗的能量,这些发现或导致一种新型的减肥药物,它能起到一箭双雕的作用。

能量摄入与消耗

到目前为止,大多数肥胖研究都集中在控制我们“管住嘴”的生物机制上。然而,控制我们热量摄入的神经回路并没有使抗肥胖药物获得广泛的成功。因此,Friedman实验室的博士后研究员Marc Schneeberger Pané发起了一个研究项目——研究人体燃烧能量的过程。

像人类与小鼠等哺乳动物消耗能量的方式有很多,其中最重要的就是产生热量。当环境温度下降时,我们燃烧更多的能量以保持体温的稳定。而当温度上升时,燃烧的能量较少。这就不得不提到成为褐色脂肪的脂肪组织,它可以被直接燃烧以产生热量。

已知大脑下丘脑区的一些对温度敏感的神经元在调节热量产生和能量消耗方面发挥着作用。但科学家们对其作用细节知之甚少,也不知道下丘脑以外的其他细胞是否也可能发挥类似的作用。

在这项研究中,Schneeberger Pané及其同事,包括研究生Luca Parolari,首先绘制了环境温度升高所激活的大脑区域图。他们利用洛克菲勒公司开发的一种名为iDISCO的先进三维成像技术,扫描暴露在高温下小鼠的大脑,以寻找神经元活动的迹象。

正如预期那样,研究人员看到了下丘脑的活动。但他们也发现了脑干中被称为中缝背核的一组特定神经元的活动。并且令研究人员惊讶的是,这些恰好就是两年前实验室发现的对控制饥饿至关重要的神经元。

该研究联合通讯作者、普林斯顿大学神经科学研究所的Alexander R.Nectow说:“我们的新发现表明,这些神经元通过部分重叠的回路机制来调节食物摄入和能量消耗,从而调节能量平衡。”



图片来源:Cell

这些被实验室称为“饥饿神经元”的细胞可能同时调节饥饿和能量消耗,这增加了它们作为控制体重有力杠杆的可能性。

Schneeberger Pané说:“我们非常兴奋。我们将这些多才多艺的神经元视为‘肥胖研究的新视野’。”

研究人员使用复杂的生化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,核心体温也会降低。当抑制该神经元时,能加快热量的产生,而且,正如科学家之前所表明的那样,它也使动物不再那么饥饿。



图片来源:Rockefeller University

少吃多“烧”

但是通过燃烧褐色脂肪来产生热量并不是消耗能量的唯一方法。身体活动也会燃烧热量,所有维持身体健康的基本活动也是如此,如:呼吸、消化食物等。因此,研究人员将小鼠放在装有传感器的特殊笼子里,以跟踪它们的运动,并测量它们产生的二氧化碳量、消耗的食物量,以及水和耗氧量。目的是观察中缝背核对温度敏感的饥饿神经元是否不仅可以通过调节温度来控制能量消耗,还可以通过其他方式。

同样,结果也很清楚:就像激活神经元导致产热骤降一样,它也导致运动、代谢活动和总能量消耗的急剧下降。另一方面,抑制神经元则使它们全部上升。

该研究团队已经开始在这些控制饥饿和能量消耗的双重用途神经元中寻找独特的受体,以确定创造新型抗肥胖药物的靶点,让这种药物能产生一箭双雕的效果。

SchneebergerPané说:“当你抑制这些神经元时,它们会同时抑制食物摄入并增加能量消耗。弄清楚如何让它们‘安静下来’,可以实现对全球公共健康问题发起有效的攻击。

原始出处:
Marc Schneeberger, et al. Regulation of Energy Expenditure by Brainstem GABA Neurons. Cell. Jun 2019.



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