Nature告诉你:渴还是不渴,这是两回事
生物通/张迪 · 2015/01/27
来自哥伦比亚大学医学中心的神经学家发现,启动我们口渴感觉的神经元,与将其关闭的神经元并不相同,这一研究成果公布在1月26日Nature杂志在线版上。


来自哥伦比亚大学医学中心的神经学家发现,启动我们口渴感觉的神经元,与将其关闭的神经元并不相同,这一研究成果公布在1月26日Nature杂志在线版上。

多年来,科学家们一直都怀疑口渴是受到下丘脑处的穹隆下器(subfornical organ, SFO)中神经元的调控,但是要精确指出参与的神经元,这十分困难。

“当研究人员利用电流刺激小鼠大脑SFO 的不同部位时,他们得到的是混乱的结果,”文章的第一作者,哥伦比亚大学生化与分子生物物理,神经科学教授Charles S. Zuker博士说。

在最新这项研究中,研究组成员提出SFO中也许存在至少两种类型的神经元,其中一个能启动口渴,而另外一种则能抑制这种感觉。“那些电刺激实验实际上一次刺激了两种神经元,因此结果相互冲突。”Yuki Oka说。

为了验证这一假说,研究人员采用了一种新型技术——光遗传学,这是一种控制大脑活性更为精确的技术。利用光遗传学,研究人员可以通过插入光激活分子,控制大脑中的特殊神经元元件。点亮这些分子,就能开启这些神经元,而且还不会影响邻近的其他类型神经元。

这种“大脑控制”实验表明在SFO中确实存在两种调控口渴的神经元,其中称为 CAMKII 的神经元能开启口渴的感觉,而另外一种:VGAT 神经元,则会关闭这一信号,让人不感觉到渴。

当研究人员打开 CAMK11 神经元时,小鼠就会立即开始找水,不停的喝水。对于缺水和不缺水的小鼠来说都一样,都会执行这一行为。一旦关闭光照射,这一信号就会被关闭,小鼠就会立即停止喝水。

研究人员还发现,光刺激 CAMKII 神经元并不会引发摄食行为,而且光致渴也仅仅局限于水,不会增加动物对于其它液体的需求,比如甘油和蜂蜜。

同样研究组也进行了 VGAT 神经元相似的试验,结果表明这些神经元能关闭口渴感觉信号,当研究人员通过光照打开这些神经元的时候,缺水的小鼠立即也停止的喝水,“结合这些发现,我们认为SFO就是大脑调控口渴的一个精密系统,”Oka博士说。

“SFO是少数几种不受到血脑屏障阻遏的神经结构,也就是说这一系统完全暴露在一般环境中,” Oka博士说,“因此可以利用这种特性开发与渴相关的药物。”

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