2016年6月23日——根据美国霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)janelia研究校区最近的一项研究,一种以参与疼痛感知而闻名的分子在调节体重方面也起着重要作用。这种被称为nav1.7的分子可以使一些神经元随着时间的推移有效地整合接收到的信息。当调节体重的神经元失去这种能力时,老鼠就会变得超重或体重不足。

{科研}Cell:有助于减肥的疼痛开关

领导这项研究的斯科特·斯特恩森说,nav1.7使细胞能够记住他们收到的信息,这样他们就可以把它与他们后来收到的信息结合起来。这对调节食欲很重要,这个过程需要几分钟到几个小时。斯特恩森和他的同事在6月16日的《细胞》杂志上报道说,nav1.7使细胞能够“几乎完美地整合接收到的信息”。

大脑中管理身体能量需求的电路需要整合来自多个来源的信息。Sternson和他的同事研究了调节体重的神经元,体重部分由它们从激素(如生长素和甲维盐)中接收的信号控制。斯特恩森说:“这些神经元有一个奇怪的特征,可以在长时间尺度上整合它们的输入信号。”然而,大多数神经元必须整合同时到达的多个信号。调节食欲的神经元必须在大约半秒钟内记住并整合它们接收的信号,只有当发出足够的信号时,它们才会放电。整合输入信号需要的时间比大多数神经元长10倍以上。随着时间的推移,这些神经元可以有效地跟踪它们的输入信号,这与我们身体记录卡路里摄入和输出的趋势有关。

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Sternson与神经科学家tiago branco合作,发现某些细胞是如何长时间整合信息的。为了寻找线索,他们用位于大脑下丘脑的agrp神经细胞进行实验,大脑的这一部分可以产生驱动动物进食的信号。Sternson和branco发现,如果agrp神经元通过化学方法切断一些调节钠离子进入细胞的膜通道,它们就不能整合输入信号。

他们的注意力集中在钠通道上,他们意识到这种通道NAV 1.7在agrp细胞中非常常见,尽管以前从未在大脑的这一部分报道过。这个通道对痛觉非常重要,但是sternson和他的团队发现它在下丘脑中非常常见,不仅在agrp神经元中,而且在许多与激素调节相关的细胞类型中也很常见,包括调节体重的其他神经元。

当科学家在几个这样的细胞中阻断nav1.7通道时,神经元整合传入信号的能力受到极大损害。它们发送信号的能力没有受到影响——细胞中的其他钠通道可以释放神经元。

在小鼠中,从特异性调节体重的神经元中去除nav1.7将影响动物的体重。虽然它们吃同样的食物,但agrp神经元中缺乏nav1.7的小鼠比正常小鼠轻约10%,而抑制食欲的pomc神经元中缺乏nav1.7的小鼠重约10%。令他们惊讶的是,在另一个名为pvh的神经元中,由于缺乏nav1.7,小鼠的体重在一个月内增加了近三倍。因为没有nav1.7通道的神经元仍然可以发送信号,科学家认为,重量的变化是由于细胞无法整合传入的信息。

{科研}Cell:有助于减肥的疼痛开关

需要进一步的研究来确定nav1.7通道对人体体重是否有同样的影响。斯特恩森说,如果是这样的话,研究人员在探索阻断nav1.7以缓解疼痛的可能性时,记住它的作用将是非常重要的。开发潜在疼痛疗法的研究人员可能希望避免阻塞大脑中的nav1.7通道,并以全身感觉神经元中的该通道为目标。但是,针对大脑中特定的nav1.7通道可能是有益的。斯特恩森说,降低调节饥饿的神经元整合传入信息的能力可能是帮助减肥的一种方法。

{科研}Cell:有助于减肥的疼痛开关

科学家们研究了nav1.7通道与痛觉之间的关系。2014年5月,杜克大学的研究人员发现了一种抗体,可以阻断小鼠的疼痛和瘙痒。这种新抗体的工作原理是靶向神经元细胞膜中的电压敏感钠通道。

2015年4月,一组研究人员发现了一种特殊的神经元类型,可以抑制疼痛和瘙痒的感觉。如果这种细胞在小鼠的脊髓中受到抑制,它可以阻断疼痛和瘙痒感向大脑的传递。相关阅读:神经元:无痛的神经元。

2006年,研究人员发现钠通道nav1.7在疼痛信号通路中特别关键,那些天生没有痛觉的人会失去钠通道nav1.7。然而,所开发的阻断nav1.7的药物的镇痛效果令人失望。2015年12月,伦敦大学的研究人员将同一窝小鼠分为转基因组和对照组,并使转基因小鼠携带无痛人群的变异基因。实验表明,在转基因小鼠的神经系统中,自身产生的鸦片浓度约为对照组的两倍,从而找到了无痛的配方。相关阅读:研究者揭示“无痛”的秘密。

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