Nat Commun：科学家揭示机体压力诱导的葡萄糖释放的新通路

快速的葡萄糖供给对于动物在压力反应期间的生存是至关重要的，目前研究人员并不清楚下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）神经元是如何精确控制压力诱导的葡萄糖释放的时间尺度的。近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Hypothalamus-sympathetic-liver axis mediates the early phase of stress-induced hyperglycemia in the male mice”的研究报告中，来自中国科学技术大学等机构的科学家们通过研究揭示了一种肾上腺独立途径，即下丘脑-交感神经-肝脏轴（HSL axis，hypothalamus-sympathetic-liver  axis），其能在机体中介导压力诱导的葡萄糖释放过程。

为了对压力产生响应，动物机体中的中枢神经系统能快速释放葡萄糖来应对潜在的威胁，经典理论认为，压力诱导的葡萄糖释放受到了下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）或交感-肾上腺-髓质（SMA）轴的控制，然而，这两种途径都是由肾上腺素所介导的，同时其能表现出明显的时间延迟，而这与压力反应中快速的葡萄糖释放需求是不一致的。

腹内侧下丘脑中CRH受体2的激活对于调节压力诱导的高血糖是必要的

为了找出是否存在压力诱导的葡萄糖释放的替代途径，研究人员利用病毒追踪和光遗传学操控技术来绘制从下丘脑室旁核（PVNCRH，paraventricular nucleus）到腹内侧下丘脑（VMH，ventromedial hypothalamus）的神经通路；他们利用光刺激来激活小鼠下丘脑室旁核中促肾上腺皮质激素释放激素（CRH，corticotropin-releasing hormone）神经元，并观察到了小鼠机体中葡萄糖水平的提高；此外，他们还发现，通过利用CRH受体拮抗剂和基因敲除模型进行研究，CRH受体的激活，尤其是CRH受体亚型2（CRHR2）对在压力期间的葡萄糖调节至关重要。

随后，研究人员研究了肝脏的交感神经支配，并阐明了交感神经的激活在葡萄糖调节期间会影响CRH的功能，随后研究人员利用光遗传刺激来激活VMH (VMHCRHR2)中的CRHR2，并揭示了VMHCRHR2能接受来自CRH的投射，从而就能通过交感神经支配来调节肝脏的糖异生过程，最后他们识别出了一种不依赖肾上腺的机体快速葡萄糖释放的神经通路。此外，通过比较肾上腺依赖和肾上腺非依赖调节的时间窗口，研究人员得出结论表明，葡萄糖释放的快速阶段是由HSL轴所介导的，而延迟阶段则是由肾上腺素所调节的。

这项研究中，研究人员揭示了一条压力诱导的葡萄糖释放的新通路，并为阐明机体的葡萄糖稳态和识别压力相关代谢紊乱的潜在治疗性靶点提供了新的重要见解。综上，本文研究阐明了压力期间机体葡萄糖供应的精确时间尺度，其分别是由肾上腺非依赖性HSL和肾上腺依赖性途径所介导的。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Liu, L., Huang, Z., Zhang, J. et al. Hypothalamus-sympathetic-liver axis mediates the early phase of stress-induced hyperglycemia in the male mice. Nat Commun 15, 8632 (2024). doi：10.1038/s41467-024-52815-3