2016年10月25日——麻省理工学院(mit)的神经生物学家发现,大脑中的一个胶质细胞在控制食欲和饮食行为方面起着重要作用。通过动物实验,研究人员发现,激活这些细胞会导致暴饮暴食,相反,当这些细胞受到抑制时,食欲也会下降。

研究人员说,这些发现可能有助于科学家开发治疗肥胖和其他食欲相关疾病的药物。大约十年前,胶质细胞被认为是一种只为神经元提供营养支持的细胞。然而,近年来,胶质细胞在脑功能中的其他功能逐渐被科学家发现,并引起越来越多的关注。这项研究是最新的进展。

“近年来,科学家发现在一些神经退行性疾病中存在胶质细胞的异常激活,越来越多的证据表明胶质细胞在调节神经元功能和介导神经系统疾病中发挥重要作用。”麻省理工学院大脑与认知科学系的冯教授说。冯也是麻省理工学院麦戈文大脑研究所和布罗德研究所斯坦利精神病学研究中心的成员。

这项研究于10月18日在elife在线发表。冯是本文的通讯作者之一,另一位是新加坡生物成像联盟代谢医学实验室主任韩卫平教授。在新加坡生物成像联盟代谢医学实验室和麦戈文脑研究所从事博士后研究的奈延臣博士是该文的第一作者。

激活食欲

下丘脑是位于大脑深处的杏仁状结构,一直被认为是控制食欲、能量消耗、体温、包括睡眠在内的昼夜节律等生命活动的中心。然而,在研究大脑其他区域的胶质细胞时,陈乃彦发现下丘脑中有许多胶质细胞被激活。

陈乃言说:“我很好奇下丘脑的胶质细胞会做什么。研究表明,在其他大脑区域,这种细胞具有一些神经调节作用。”

在下丘脑,科学家发现了两组调节食欲的关键神经元- agrp神经元和pomc神经元。Agrp神经元激活进食行为,而pomc神经元抑制食欲。

到目前为止,科学家们还缺乏像刺激神经元一样有效地刺激或抑制这些胶质细胞的技术,因此很难研究它们在调节食欲和其他大脑功能方面的作用。事实上,胶质细胞约占大脑所有细胞的一半,起着重要的支撑作用,是神经元的“垫子”,是相互连接的“桥梁”。

在这项研究中,研究人员应用了北卡罗来纳大学开发的一项新技术来研究一种叫做星形胶质细胞的胶质细胞。利用这项新技术,研究人员设计并合成了一种特殊的神经胶质细胞,其表面有一个受体,可以与cno(氯氮平的衍生物)结合。这样,一旦用cno刺激细胞,就会激活胶质细胞。

麻省理工学院的研究小组发现,通过这种方法,只有cno可以激活星形胶质细胞,并对饮食行为产生显著影响。

“我们发现,当给予能够特异性激活这些细胞表面受体的化合物时,小鼠的觅食行为显著增加,”陈乃妍说。“一般来说,老鼠白天吃的不多,但是当我们用cno刺激这些胶质细胞时,它们白天的觅食行为明显增多。”

研究人员还发现,在短时间内(3天),这些老鼠没有增加体重,因为它们吃得更多。

“这表明神经胶质细胞可能同时调节能量消耗神经元的活动,作为对过量食物摄入的补偿反应,”陈乃言解释说。“可能还有很多其他种类的神经细胞同时发挥作用,从而维持能量代谢的平衡。”

相反,研究人员还发现,当星形胶质细胞的活动受到抑制时,这些老鼠会比正常情况下吃得少。

瑞典哥德堡大学神经内分泌学教授苏珊娜·迪克森(Suzanne dickson)认为,这项研究可能会极大地改写这一领域的理论。过去,该理论认为胶质细胞的功能并不重要,但实际上它们可能起着重要的作用。

迪克森说:“胶质细胞为神经活动提供了一个支持网络,当脑损伤和炎症发生时,它们会被大量激活。”他没有参与这项研究。“这项研究表明,在正常的生理条件下,胶质细胞也可能调节神经元的功能。”

未知交互

星形胶质细胞如何调节神经元?其作用机制尚不清楚。最新研究表明,胶质细胞可以分泌化学信号分子,如谷氨酸和三磷酸腺苷。如果是这样,这些化学介质可以在调节神经元活动中发挥作用。

另一个假设是星形胶质细胞通过调节从神经元外围吸收的神经递质的数量来发挥作用,最终间接影响神经元的活动。

冯目前正计划开发新的研究工具,帮助科学家深入研究星形胶质细胞之间的相互作用及其调节食欲和饮食行为的机制。同时,冯希望进一步研究不同类型的星形胶质细胞在调节进食行为的过程中,特别是在疾病状态下是否发挥不同的作用。

他说:“我们对星形胶质细胞如何调节食欲、进食和新陈代谢知之甚少。在未来,深入研究星形胶质细胞在调节这些生理活动中发挥的不同功能对于理解相关疾病至关重要。”

标题:{科研}这种脑细胞能控制饥饿感,它能帮我们减肥吗?

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