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Cell:感觉疼痛的通道分子竟也参与体重调节

2016/06/28 来源:生物探索
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导读
根据Howard Hughes医学研究所的科学家在小鼠中的最新研究表明一个参与疼痛感知而出名的分子在调节体重中也起重要作用。Sternson和他的同事将有关内容发表在近期的Cell上。


根据Howard Hughes医学研究所的科学家在小鼠中的最新研究表明一个参与疼痛感知而出名的分子在调节体重中也起重要作用。这个分子叫Nav1.7,能让一些神经元有效地整合它们接收的信息。当体重调节神经元失去了这些功能,小鼠会过重或过轻。

领导此项研究的Scott Sternson说Nav1.7让细胞记住它们所收到的输入,这样他们就能在信息到之来后进行整合。这对于调节食欲很重要,因为这个过程持续数分钟到几个小时。Sternson和他的同事将有关内容发表在近期的Cell上。

Nav1.7通道分子在AGRP神经元负责信号的整合

在大脑中管理身体能量的回路需要从许多来源整合信息。Sternson和他的同事所研究的体重调节神经元大部分由饥饿素和瘦素等激素的信号所调控。Sternson说:“这些神经元在很长的时间尺度里,在整合它们的输入信息上有着奇特的属性。”大多数的神经元必须集成多个信号整合一次,食欲调节神经元必须记住和整合他们收到的每秒中过半的信息,只有在这些时间内积累了足够的信号神经元才兴奋。Sternson介绍大多数神经元整合输入需要10倍的时间。这些神经元长时间内有效跟踪它们输入的能力和我们的身体保持热量正常输入和输出的趋势相关。

Tiago Branco是通过访问科学家计划和Sternson合作的神经学家。他和Sternson想了解细胞在长时间内如何整合信息。为了寻找线索,他们用AGRP神经元做实验,这是位于大脑中的下丘脑产生信号驱动动物进食的细胞。Sternson和 Branco发现当他们通过调节进入细胞的钠离子,化学关闭该类型膜通道,AGRP神经元则不能整合进来的信号。

当他们集中注意力在钠离子通道,他们意识到即使之前没有被报道过,Nav1.7这样一个通道在AGRP细胞中普遍存在。这个通道对感觉疼痛是必不可少的,但Sternson和他的团队发现它不仅存在于AGRP神经元,而且广泛存在于下丘脑很多和激素调控过程相关的细胞类型中,包括体重调节神经元。

当科研人员阻断了一些这种类型细胞里的Nav1.7通道,神经元整合输入信号的能力大大受损。它们发送信号的能力不受影响,细胞中其它的钠离子通道能让神经兴奋。


Nav1.7通道分子在体重的调节起作用

在小鼠特定的重量调节神经元中消除Nav1.7影响动物的体重。即使它们被饲喂同样的食物,AGRP神经元缺乏Nav1.7的小鼠比正常的小鼠轻百分之十,而在食欲抑制的POMC神经元中缺少Nav1.7的小鼠要重百分之十。引人注意的是在第三个类群叫做PVH神经元中缺乏Nav1.7造成小鼠在一个月中体重翻倍。由于没有Nav1.7通道的神经元仍然能够发送信号,科学家们则认为,体重变化是由于细胞不能整合输入的信息。

目前还需要进一步的研究来确定Nav1.7通道是否对人体重量有相同的效果。如果是这样的话,Sternson认为当研究人员探讨为减轻疼痛阻断Nav1.7的可能性时,记得Nav1.7还有其它作用是重要的。研究人员开发潜在的疼痛治疗药物,应当避免阻断大脑中的Nav1.7通道而靶向在体内的感觉神经元的替代通道分子。但是在脑靶向特异性Nav1.7通道可能有好处:减少饥饿介导神经元传入的信息整合能力可以是帮助减肥的一种方法。

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