Cell最新靶点:摄入与消耗“双把关”,“饥饿神经元”成为减肥药物新途径
2019/07/02
在Cell发表的一项最新报告中显示,一组存在下丘脑中的脑部神经元既能够控制饮食摄入也能控制能量消耗,为新型抗肥胖药物提供了最新潜力靶点。

减肥这件事,大家都知道的常识便是:管住嘴,迈开腿。其实质便是,让卡路里的摄入与消耗这一天平保持消耗大于摄入的倾斜,便会减肥成功。然而这对于大多数缺乏毅力的肥胖患者来说,是很难做到的事情。

最新发表在《Cell》杂志上的一篇报告为肥胖患者带来了好消息。洛克菲勒大学和普林斯顿大学的研究人员们发现,已在先前研究发现的一组来自下丘脑的“饥饿神经元”不仅能够控制大脑对饥饿做出反应,同时还能控制热量的消耗。


DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.05.048

新问题:谁在控制能量的消耗?

截止目前,大多数关于抗肥胖药物的研究都集中在控制在我们“吃”的生物机制上,但让人遗憾地是,这些控制摄入的减肥药物在“减肥”上并没有得到广泛的成功,但其副作用却“声名大噪”。


Jeffrey Friedman教授 图片来源:洛克菲勒大学

来自洛克菲勒大学的Jeffrey Friedman实验室的博士后Kavli NSI研究员Marc SchneebergerPané开始关心起了减肥天平的另一端:能量的消耗。

究竟是谁在控制能量的消耗呢?

在早前的研究中,有科学家们发现,来自大脑下丘脑区域一些温度敏感神经元群体在调节能量消耗方面发挥重要作用。但以至于这些神经元是如何发挥作用的,或者下丘脑以外的其他细胞是否可能发挥类似的作用并不清楚。

由此,Marc SchneebergerPané找到了自己的研究创新点,开始了新一轮的“减肥药物”发现之旅。

新技术:3D成像技术追踪神经元迹象

为了更好地了解大脑中温敏神经的作用机制,SchneebergerPané及其同事采用了由洛克菲勒大学所研发的名为iDISCO的先进3D成像技术,对暴露在高温下的小鼠大脑进行扫描以寻找神经元活动的迹象。


DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.05.048

 在追踪过程中,研究人员看到了之前研究中所描述的下丘脑中温敏神经元的活动,同时还发现了在脑干中缝背核(dorsal raphe nucleus)处也存在一些神经元活动。 


红色区域为中缝背核

令研究人员惊讶的是,这些神经元竟然与两年前在洛克菲勒大学Jeffrey Friedman实验室中已发现的“饥饿神经元”相同!这些神经元早已被证明能对控制饥饿发挥至关重要的作用,但这是第一次发现它们也能对控制能量消耗发挥作用。 

“我们非常兴奋,” SchneebergerPané说,“我和我的同事们将这些多才多艺的神经元视为肥胖研究的新视野。

参与该研究的普林斯顿大学团队的Alexander R. Nectow 教授也兴奋地表示:这一新的研究发现表明,这些神经元通过部分重叠的电路机制实现了调节食物摄入和能量的消耗的双重职责,实现了摄入与消耗的平衡!

新发现:饥饿神经元控制多种能量消耗

在探究“饥饿神经元”的作用方式时,研究人员们发现激活这些神经元后,那些自动燃烧以维持体温恒定的褐色脂肪的温度被降低了。(之前有研究证明,增加体内褐色脂肪含量可以燃烧更多卡路里,起到减肥的作用)同时,抑制神经元活动会增加热量的产生,从而使动物忘记饥饿。

为了更进一步弄清楚“饥饿神经元”是否只作用于褐色脂肪的能量消耗,能否控制其他能量消耗方式,比如运动、呼吸、消化食物等。研究人员们采用传感器跟踪的方式,将小鼠放入特殊的笼子中,了解它们的运动情况并测量它们所产生的二氧化碳量、消耗的食物、水和氧气量。

同样,结果很清楚:激活“饥饿神经元”将导致热量的产生直线下降,也导致运动、代谢活动和整体能量消耗急剧下降。另一方面,抑制神经元将导致热量的消耗直线上升,让动物的饥饿被遗忘。

SchneebergerPané兴奋地表示:“饥饿神经元”神奇的调节饥饿和能量消耗的能来极有可能带来体重管理的强大杠杆前景。我们已经开始在承担控制饥饿和能量消耗双重责任的神经元中寻找独特的受体。将在不久的未来确定可制造出适用于在饮食或消耗上存在双重障碍的肥胖患者的新型抗肥胖药物!

参考资料:

[1] New research raises prospect of better anti-obesity drugs

[2] Regulation of Energy Expenditure by Brainstem GABA Neurons

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